CH. 6 ACIDS AND BASES by izzahedi

UNIT

MODULE • Chemistry FORM 4

ACIDS AND BASES ASID DAN BES

Concept Map / Peta Konsep Meaning / Maksud – Acid is a chemical substance which ionises in water to produce hydrogen ion. Asid ialah bahan kimia yang mengion dalam air untuk menghasilkan ion hidrogen. – Bases is a chemical substance that reacts with acid to produce salt and water only. Bes ialah bahan kimia yang bertindak balas dengan asid untuk menghasilkan garam dan air sahaja. – Alkali is a base that is soluble in water and ionises to hydroxide ion. Alkali ialah suatu bes yang larut dalam air dan mengion kepada ion hidroksida.

Base / Bes 1 Base + Ammonium salt ➝ Salt + Water + Ammonia gas Bes + Garam ammonium ➝ Garam + Air + Gas ammonia 2 Base + Acid ➝ Salt + Water (Neutralisation) Bes + Asid ➝ Garam + Air (peneutralan) 3 Base + Metal ion➝ Metal hydroxide Bes + Ion logam ➝ Hidroksida logam Neutralisation Peneutralan

– Titration acid-alkali Pentitratan asid-alkali – Application in daily life Kegunaan dalam kehidupan harian

ASID & BES

pH value of acid and alkali Nilai pH asid dan alkali

Example Contoh

pH of solutions used in daily life pH larutan yang digunakan dalam kehidupan

Can be measured using Diukur menggunakan

Concentration of hydrogen ion and hydroxide ion Kepekatan ion hidrogen dan ion hidroksida Based on ionisation of: Berdasarkan pengionan: – Strong and weak acid / alkali Asid / alkali kuat dan lemah – Monoprotic and diprotic acids Asid monoprotik dan diprotik

Concentration of acid and alkali in mol dm–3 and g dm–3 Kepekatan asid and alkali dalam mol dm–3 and g dm–3

Preparation standard solution Penyediaan larutan piawai

Can be classified according to Diklasifikasikan berdasarkan

Strength of acid and alkali Kekuatan asid dan alkali – Strong acid and strong alkali Asid kuat dan alkali kuat – Weak acid and weak alkali Asid lemah dan alkali lemah

Chemical Properties / Sifat Kimia Acid / Asid 1 Acid + Metal ➝ Salt + Hydrogen Asid + Logam ➝ Garam + Hidrogen 2 Acid + Metal carbonate ➝ Salt + Water + Carbon dioxide Asid + Logam karbonat ➝ Garam + Air + Karbon dioksida 3 Acid + base ➝ Salt + Water (neutralisation) Asid + Bes ➝ Garam + Air (peneutralan)

Uses in daily life Kegunaan dalam kehidupan harian

ACID & BASE

UNIT

To compare and explain the chemical properties of acid / alkali in water, without water or in other solvent Untuk membandingkan dan menerangkan sifat asid / alkali dalam air, tanpa air atau dalam pelarut lain

Explain the role of water in the formation of hydrogen ions and hydroxide ions Menerangkan fungsi air dalam pembentukan ion hidrogen dan ion hidroksida

Basicity of acid / Kebesan asid: – Monoprotic acid Asid monoprotik – Diprotic acid Asid diprotik

Learning objective / Objektif pembelajaran 1 2 3 4

Analysing characteristics of acid and base. / Menganalisis sifat-sifat asid dan bes. Synthesising concept of strong acid, weak acid, strong alkali and weak alkali. Mensintesiskan konsep asid kuat, asid lemah, alkali kuat dan alkali lemah. Analysing concentration of acid and alkali. / Menganalisis kepekatan asid dan alkali. Analysing neutralisation. / Menganalisis peneutralan.

123

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 123

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Acid / Asid Define acid Nyatakan maksud asid

Acid is a chemical substance which ionises in water to produce hydrogen ion. Asid ialah bahan kimia yang mengion dalam air menghasilkan ion hidrogen.

Hydrogen chloride gas is a *covalent compound exist in the form of molecule. When the gas is bubbled into water, hydrochloric acid is produced. Explain. Gas hidrogen klorida adalah sejenis sebatian kovalen yang wujud dalam bentuk molekul. Apabila gas digelembungkan ke dalam air, asid hidroklorik dihasilkan. Terangkan.

– As hydrogen chloride dissolves in water, hydrogen chloride molecule ionises to hydrogen ion and chloride ion in aqueous solution. This aqueous solution is called hydrochloric acid. Apabila hidrogen klorida melarut dalam air, molekul hidrogen klorida mengion kepada ion hidrogen dan ion klorida dalam larutan akueus. Larutan akueus itu dipanggil asid hidroklorik. When dissolve in water Apabila dilarutkan dalam air

−

– Ionisation equation / Persamaan pengionan: HCl (aq / ak) H+ (aq / ak) + Cl– (aq / ak) Hydrochloric acid Hydrogen ion Chloride ion Asid hidroklorik Ion hidrogen Ion klorida – An aqueous hydrogen ion, H+(aq) is actually the hydrogen ion combined with water molecule to form hydroxonium ion, H3O+. However this ion can be written as H+. Ion hidrogen akueus, H+(ak) ialah ion hidrogen yang bergabung dengan molekul air membentuk ion hidroksonium, H3O+. Walau bagaimanapun, ion ini boleh ditulis sebagai H+. HCl(g) + H2O(l /ce) Hydrogen chloride Hidrogen klorida

H3O+ (aq/ak) + Cl– (aq/ak) Hydroxonium ion Chloride ion Ion hidroksonium Ion klorida

H3O+ Hydroxonium ion Ion hidroksonium

H+(aq/ak) Hidrogen ion Ion hidrogen

+ H2O

The ionisation of hydrochloric acid is represented as: Pengionan asid hidroklorik diwakili oleh: H2O HCl(aq/ak) H+ (aq/ak) + Cl– (aq/ak)

What are the physical properties of acid? Apakah sifat fizik asid?

Acid tastes sour, corrosive, turns moist blue litmus paper to red and conduct electricity in aqueous solution state. Asid berasa masam, mengakis, menukarkan kertas litmus biru kepada merah, dan mengalirkan arus elektrik dalam keadaan larutan akueus.

What is basicity of acid? Apakah kebesan asid?

Basicity of an acid is the number of ionisable hydrogen atom per molecule of an acid molecule in an aqueous solution. Kebesan asid ialah bilangan atom hidrogen yang boleh mengion bagi setiap molekul asid dalam larutan akueus. one – Monoprotic: One acid molecule ionises to hydrogen ion. Monoprotik: Satu molekul asid mengion kepada two – Diprotic: One acid molecule ionises to Diprotik: Satu molekul asid mengion kepada three – Triprotic: One acid molecule ionises to Triprotik: Satu molekul asid mengion kepada

satu

ion hidrogen.

hydrogen ions. dua ion hidrogen. hydrogen ions. tiga ion hidrogen.

Hydrochloric acid is monoprotic acid because one molecule of hydrochloric acid ionises to hydrogen ion.

Asid hidroklorik ialah sejenis asid monoprotik kerana satu molekul asid hidroklorik mengion kepada ion hidrogen.

one satu

UNIT

Examples of acid and their basicity / Contoh-contoh asid dan kebesannya:

Ionisation of acid Pengionan asid HNO3 (aq/ak ) Nitric acid Asid nitrik

H2SO4 (aq/ak ) Sulphuric acid Asid sulfurik

H3PO4 (aq/ak ) Phosphoric acid Asid fosforik *CH3COOH (aq/ak ) Ethanoic acid Asid etanoik

Number of hydrogen ions produced per molecule of acid / Bilangan ion hidrogen dihasilkan bagi setiap molekul asid

Basicity of acid Kebesan asid

One / Satu

Monoprotic Monoprotik

Two / Dua

Diprotic Diprotik

Three / Tiga

Triprotic Triprotik

One / Satu

Monoprotic Monoprotik

–

H (aq/ak)

+ NO3 (aq/ak) Hydrogen ion Nitrate ion Ion hidrogen Ion nitrat +

2–

2H (aq/ak)

+ SO4 (aq/ak) Hydrogen ion Sulphate ion Ion hidrogen Ion sulfat 3–

+ 3H (aq/ak) + PO4 (aq/ak) Hydrogen ion Phosphate ion Ion hidrogen Ion fosfat –

H (aq/ak) CH3COO (aq/ak) + Ethanoate ion Hydrogen ion Ion etanoat Ion hidrogen

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 124

124

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Bases and Alkali / Bes dan Alkali Define base Nyatakan maksud bes

Bases is a chemical substance that reacts with acid to produce salt and water only. Bes ialah sejenis bahan kimia yang bertindak balas dengan asid menghasilkan garam dan air sahaja.

Example of base Contoh bes

Most bases are metal oxide or metal hydroxide which are ionic compound. Example of bases are magnesium oxide, zinc oxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide. Kebanyakan bes ialah oksida logam atau hidroksida logam yang merupakan sebatian ion. Contoh-contoh bes ialah magnesium oksida, zink oksida, natrium hidroksida dan kalium hidroksida. (a) Copper(II) oxide (a base) reacts with sulphuric acid to produce copper(II) sulphate (a salt) and water. Kuprum(II) oksida (bes) bertindak balas dengan asid sulfurik menghasilkan kuprum(II) sulfat (garam) dan air. CuSO4 H 2O CuO + H2SO4 + (b) Zinc hydroxide (a base) reacts with hydrochloric acid to produce zinc chloride (a salt) and water. Zink hidroksida (bes) bertindak balas dengan asid hidroklorik menghasilkan zink klorida (garam) dan air. ZnCl2 2H2O Zn(OH)2 + 2HCl +

Define alkali Nyatakan maksud alkali

Alkali is a base that is soluble in water and ionises to hydroxide ion. Alkali ialah bes yang larut dalam air dan mengion kepada ion hidroksida.

Example Contoh

(a) Sodium hydroxide dissolves in water and ionises to hydroxide ion. Natrium hidroksida larut dalam air dan mengion kepada ion hidroksida. NaOH(aq/ak ) Na+ (aq/ak) + OH– (aq/ak) (b) Ammonia solution is obtained by dissolving ammonia molecule in water, ionisation occur to produce a hydroxide ion, OH–. Larutan ammonia diperoleh dengan melarutkan molekul ammonia dalam air, pengionan berlaku menghasilkan ion hidroksida, OH –. NH3(g) + H2O(l/ce) NH4+ (aq/ak) + OH– (aq/ak) (c) Other examples of alkalis are barium hydroxide and calcium hydroxide. Contoh lain alkali adalah barium hidroksida dan kalsium hidroksida.

What are the physical properties of alkali? Apakah sifat fizik alkali?

Alkali tastes bitter, slippery and turns moist red litmus paper to blue and conduct electricity in aqueous solution state. Alkali mempunyai rasa yang pahit, licin, menukarkan kertas litmus merah lembap kepada biru dan mengalirkan arus elektrik dalam keadaan larutan akueus.

Exercise / Latihan Complete the following table / Lengkapkan jadual berikut:

Formula / Formula

Ionisation equation / Persamaan pengionan

Na2O

Na2O(s/p) + H2O 2NaOH(aq/ak) NaOH(aq/ak) Na+ (aq/ak) + OH– (aq/ak)

Potassium oxide Kalium oksida

K2O

K2O(s/p) + H2O 2KOH(aq/ak) KOH(aq/ak) K+ (aq/ak) + OH– (aq/ak)

Ammonia Ammonia

NH3

NH3(g) + H2O

NaOH

NaOH(aq/ak)

Sodium oxide Natrium oksida

Sodium hydroxide Natrium hidroksida Potassium hydroxide Kalium hidroksida Barium hydroxide Barium hidroksida

KOH

Ba(OH)2

KOH(aq/ak)

Ba(OH)2(aq/ak)

Name / Nama Copper(II) oxide Kuprum(II) oksida

Formula / Formula CuO

Name / Nama

Insoluble base / Bes tak terlarut

Copper(II) hydroxide Kuprum(II) hidroksida

Cu(OH)2

NH4+ (aq/ak) + OH– (aq/ak)

Zinc hydroxide Zink hidroksida

Zn(OH)2

Na+ (aq/ak) + OH– (aq/ak)

Aluminium oxide Aluminium oksida

K+ (aq/ak) + OH– (aq/ak)

Lead(II) hydroxide Plumbum(II) hidroksida

Pb(OH)2

Ba2+ (aq/ak) + 2OH– (aq/ak)

Magnesium hydroxide Magnesium hidroksida

Mg(OH)2

UNIT

Soluble base (alkali) / Bes terlarut (alkali)

Al2O3

Bases that can dissolve in water (soluble bases) are known as alkali Bes yang larut dalam air (bes larut) dipanggil alkali

125

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 125

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Uses of Acid, Bases and Alkali in Daily Life Kegunaan Asid, Bes, dan Alkali dalam Kehidupan Seharian 1

Uses of acid Kegunaan asid Acid Asid

Uses Kegunaan

Remark Catatan

Sulphuric acid Asid sulfurik

To make fertilizer, detergents, paint, synthetic polymer and electrolyte in lead-acid accumulator Untuk dibuat baja, detergen, cat, polimer sintetik dan elektrolit dalam akumulator asid-plumbum

Production of sulphuric acid in industry will be studied in Manufacture Substance in Industry Penghasilan asid sulfurik dalam industri akan dipelajari dalam Bahan Buatan dalam Industri

Hydrochloric acid Asid hidroklorik

As a cleansing agent in a toilet cleaner, to clean metal before electroplating Sebagai agen pembersihan dalam pencuci tandas, untuk membersihkan logam sebelum penyaduran

Hydrochloric acid react with oxide layer on the surface of metal Asid hidroklorik bertindak balas dengan lapisan oksida pada permukaan logam

Nitric acid Asid nitrik

To manufacture fertilisers, explosive substances, dyes and plastic Untuk pembuatan baja, bahan letupan, pewarna dan plastik

Preparation of fertiliser will be studied in Manufacture Substance in Industry Penyediaan baja akan dipelajari dalam Bahan Buatan dalam Industri

Ethanoic acid Asid etanoik

To make vinegar and as a preservative for pickles Untuk membuat cuka dan sebagai bahan pengawet untuk jeruk

Preservative will be studied in the Form 5 syllabus : Chemical for Consumers (Food additive) Pengawet akan dipelajari dalam sukatan pelajaran Tingkatan 5: Bahan Kimia untuk Pengguna (Bahan tambah makanan)

Benzoic acid Asid benzoik

To preserve food Untuk mengawet makanan

Preservative will be studied in the Form 5 syllabus: Chemical for Consumers (Food additive) Pengawet akan dipelajari dalam sukatan pelajaran Tingkatan 5: Bahan Kimia untuk Pengguna (Bahan tambah makanan)

Uses of base and alkali Kegunaan bes dan alkali Alkali / Base Alkali / Bes

UNIT

Remark Catatan

Ammonia Ammonia

To make fertilizer, nitric acid, grease remover and keep latex in liquid state Untuk membuat baja, asid nitrik, penghilang gris, dan mengekalkan lateks dalam keadaan cecair

Coagulation of latex will be studied in the Form 5 syllabus: Carbon Compound Penggumpalan lateks akan dipelajari dalam sukatan pelajaran Tingkatan 5: Sebatian Karbon

Calcium hydroxide (lime) Kalsium hidroksida (kapur)

To neutralize acidic soil. To make cement and lime water. Untuk meneutralkan tanah berasid. Untuk membuat simen dan air kapur.

–

Magnesium hydroxide Magnesium hidroksida

To make toothpaste and antacid (to neutralise excess acid in the stomach) Untuk membuat ubat gigi dan antasid (untuk meneutralkan asid berlebihan di dalam perut)

–

Sodium hydroxide Natrium hidroksida

To make soap and detergents Untuk membuat sabun dan detergen

Aluminium hydroxide Aluminium hidroksida

To make antacid (to neutralise excess acid in the stomach) Untuk membuat ubat gigi dan antasid (untuk meneutralkan asid berlebihan di dalam perut)

Uses Kegunaan

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 126

Soap and detergent will be studied in the Form 5 syllabus: Sabun dan detergen chemical For Consumers Sabun dan detergen akan dipelajari dalam sukatan pelajaran Tingkatan 5: Bahan Kimia untuk Pengguna

–

126

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Chemical Properties of Acid / Sifat-Sifat Kimia Asid Describe chemical properties of acid / Huraikan sifat kimia bagi asid:

Acid + Metal

Salt + Hydrogen

* Acids react with metals that are more electropositive than hydrogen in Electrochemical Series, acids do not react with copper and silver (type of reaction is displacement, the metals that are placed above hydrogen in Electrochemical Series can displace hydrogen from acid) * Application of the reaction: – Preparation of soluble salt (Topic Salt) – Preparation of hydrogen gas in determination of the empirical formula of copper(II) oxide (Topic Chemical Formula and Equation) Asid + Logam

Garam + Hidrogen

* Asid bertindak balas dengan logamlogam yang lebih elektropositif daripada hidrogen dalam Siri Elektrokimia, asid tidak bertindak balas dengan kuprum dan argentum (jenis tindak balas ialah penyesaran, logam-logam di atas hidrogen dalam Siri Elektrokimia boleh menyesarkan hidrogen daripada asid) * Aplikasi tindak balas: – Penyediaan garam terlarut (Tajuk Garam) – Penyediaan gas hidrogen dalam menentukan formula empirik kuprum(II) oksida (Tajuk Formula dan Persamaan Kimia) Acid + Metal carbonate Water + Carbon dioxide

Salt +

* Application of the reaction: – Preparation of soluble salt (Topic Salt) – Confirmatory test for anion carbonate ion in qualitative analysis of salt (Topic Salt) Asid + Karbonat logam Air + Karbon dioksida

Garam +

* Aplikasi tindak balas: – Penyediaan garam terlarut (Tajuk Garam) – Ujian pengesahan bagi ion karbonat dalam analisis kualitatif garam (Tajuk Garam)

Example of experiment Contoh eksperimen Magnesium + Hydrochloric acid Magnesium + Asid hidroklorik Burning wooden splinter Kayu uji menyala Hydrochloric acid Asid hidroklorik Magnesium powder Serbuk magnesium (a) About 5 cm3 of dilute hydrochloric acid is poured into a test tube. (b) One spatula of magnesium powder is added to the acid. (c) A burning wooden splinter is placed at the mouth of the test tube. (d) The observations are recorded. (a) Sebanyak 5 cm3 asid hidroklorik cair dimasukkan ke dalam tabung uji. (b) Satu spatula serbuk magnesium ditambah kepada asid. (c) Kayu uji menyala diletakkan pada mulut tabung uji. (d) Semua pemerhatian direkodkan. Calcium carbonate + Hydrochloric acid Kalsium karbonat + Asid hidroklorik Hydrochloric acid Lime water Asid hidroklorik Air kapur

Calcium carbonate / Kalsium karbonat (a) About 5 cm3 of dilute hydrochloric acid is poured into a test tube. (b) One spatula of calcium carbonate powder is added into the acid. (c) The gas released is passed through lime water as shown in the diagram. (d) The observations are recorded. (a) Sebanyak 5 cm3 asid hidroklorik cair dimasukkan ke dalam tabung uji. (b) Satu spatula serbuk kalsium karbonat dimasukkan ke dalam asid. (c) Gas yang dibebaskan dilalukan melalui air kapur seperti ditunjukkan dalam rajah. (d) Semua pemerhatian direkodkan.

127

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 127

Observation Pemerhatian

Remark Catatan

– The grey solid dissolves. – Colourless gas bubbles are released. When a burning wooden splinter is placed at the mouth of the test tube, ‘pop sound’ is produced. – Pepejal kelabu terlarut. – Gelembung gas tak berwarna dibebaskan. Apabila kayu uji menyala diletakkan pada mulut tabung uji, bunyi ‘pop’ dihasilkan.

Chemical equation: Persamaan kimia: Mg + 2HCl MgCl2 + H2

– The white solid dissolves. – Colourless gas bubbles are released. When the gas is passed through lime water, the lime water turns chalky. – Pepejal putih terlarut. – Gelembung gas tak berwarna terbebas. Apabila gas tersebut dilalukan melalui air kapur, air kapur menjadi keruh.

Chemical equation: Persamaan kimia: CaCO3 + 2HCl

Inference:

– Magnesium reacts with hydrochloric acid. – Hydrogen gas is released.

Inferens:

– Magnesium bertindak balas dengan asid hidroklorik.

– Gas hidrogen terbebas.

CaCl2 + H2O + CO2 Inference: – Calcium carbonate reacts with hydrochloric –

acid. Carbon dioxide

Chemical properties Sifat-sifat kimia

gas

UNIT

is released. Inferens: – Kalsium karbonat bertindak balas dengan asid hidroklorik. – Gas karbon dioksida terbebas.

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4 3 3

Acid + Base / Alkali

Salt + Water

* Acid neutralises base/alkali * Application of the reaction: – Preparation of soluble salt (Topic Salt) Asid + Bes / Alkali

Copper(II) oxide + Sulphuric acid Kuprum(II) oksida + Asid sulfurik Sulphuric acid / Asid sulfurik

Garam + Air

* Asid meneutralkan bes/alkali * Aplikasi tindak balas: – Penyediaan garam terlarut (Tajuk Garam)

Copper(II) oxide / Kuprum(II) oksida

– The black solid dissolves. – The colourless solution turns blue. – Pepejal hitam terlarut. – Larutan tanpa warna bertukar menjadi biru.

(a) Sulphuric acid is poured into a beaker until half full. (b) The acid is warmed gently. (c) One spatula of copper(II) oxide powder is added to the acid. (d) The mixture is stirred with a glass rod. (e) The observations are recorded. (a) Asid sulfurik dimasukkan ke dalam bikar hingga separuh penuh. (b) Asid dihangatkan. (c) Satu spatula serbuk kuprum(II) oksida ditambahkan kepada asid tersebut. (d) Campuran dikacau dengan rod kaca. (e) Semua pemerhatian direkodkan.

Chemical equation: Persamaan kimia: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O Inference:

– Copper(II) oxide reacts with sulphuric acid. – The blue solution is copper(II) sulphate . Inferens: – Kuprum(II) oksida bertindak balas dengan

asid sulfurik. – Larutan biru tersebut ialah kuprum(II) sulfat .

Write the chemical formulae for the following compounds / Tuliskan formula kimia bagi sebatian berikut: Compounds / Sebatian Hydrochloric acid Asid hidroklorik

Chemical formulae / Formula kimia HCl

Compounds / Sebatian

Chemical formulae / Formula kimia

Magnesium oxide Magnesium oksida

MgO

Nitric acid Asid nitrik

HNO3

Calcium oxide Kalsium oksida

CaO

Sulphuric acid Asid sulfurik

H2 SO4

Copper(II) oxide Kuprum(II) oksida

CuO

Ethanoic acid Asid etanoik

CH3COOH

Lead(II) oxide Plumbum(II) oksida

PbO

Sodium hydroxide Natrium hidroksida Potassium hydroxide Kalium hidroksida

NaOH KOH

Sodium nitrate Natrium nitrat

NaNO3

Potassium sulphate Kalium sulfat

K2 SO4

UNIT

Calcium hydroxide Kalsium hidroksida

Ca(OH)2

Barium hydroxide Barium hidroksida

Sodium carbonate Natrium karbonat

Na2CO3

Sodium chloride Natrium klorida

Magnesium hydroxide Magnesium hidroksida

Mg(OH)2

Magnesium Magnesium

Zinc Zink

Sodium Natrium

Ammonium sulphate Ammonium sulfat Hydroxide ion Ion hidroksida

(NH4)2SO4 OH–

NaCl

Sodium sulphate Natrium sulfat

Na2 SO4

Carbon dioxide Karbon dioksida

CO2

Hydrogen gas Gas hidrogen

CuCO3

Sodium oxide Natrium oksida

Na2O

Copper(II) carbonate Kuprum(II) karbonat Water Air © Nilam Publication Sdn. Bhd.

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 128

Calcium carbonate Kalsium karbonat

Ba(OH)2

Magnesium nitrate Magnesium nitrat

H 2O

CaCO3

Mg(NO3)2

128

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Ionic equation / Persamaan ion:

What is ionic equation? Apakah persamaan ion?

Ionic equation is an equation that shows particles that change during chemical reaction. Persamaan ion ialah suatu persamaan yang menunjukkan zarah yang berubah semasa tindak balas kimia.

How to write ionic equation? Bagaimanakah cara menulis persamaan ion?

Example / Contoh: (i) Reaction between sulphuric acid and sodium hydroxide solution: Tindak balas antara asid sulfurik dengan larutan natrium hidroksida:

Write balanced equation / Tulis persamaan seimbang:

H2SO4 + 2NaOH

Na2SO4 + 2H2O

Write the formula of all the particles in the reactants and products: Tulis formula bagi semua zarah dalam bahan tindak balas dan hasil tindak balas:

2H+ + SO42– + 2Na+ + 2OH–

2Na+ + SO42– + 2H2O

Remove all the particles in the reactants and products which remain unchanged: Keluarkan semua zarah dalam bahan dan hasil tindak balas yang tidak berubah:

2H+ + SO42– + 2Na+ + 2OH–

2Na+ + SO42– + 2H2O

Ionic equation / Persamaan ion:

2H+ + 2OH–

2H2O

H+ + OH–

H2O

(ii) Reaction between zinc and hydrochloric acid / Tindak balas antara zink dengan asid hidroklorik:

Write balanced equation / Tulis persamaan seimbang:

2HCl + Zn

Write the formula of all the particles in the reactants and products: Tulis formula bagi semua zarah dalam bahan tindak balas dan hasil tindak balas:

2H+ + 2Cl– + Zn

Zn2+ + 2Cl– + H2

Ionic equation / Persamaan ion:

2H+ + Zn

Zn2+ + H2

Write the chemical equations and ionic equations for the following reactions: Tulis persamaan kimia dan persamaan ion untuk tindak balas berikut: Reactant / Bahan tindak balas

Chemical equations / Persamaan kimia

Hydrochloric acid and #magnesium oxide Asid hidroklorik dan #magnesium oksida

MgO + 2HCl

MgCl2 + H2O

Hydrochloric acid and sodium hydroxide Asid hidroklorik dan natrium hidroksida

HCl + NaOH

NaCl + H2O

Hydrochloric acid and #calcium carbonate Asid hidroklorik dan #kalsium karbonat Sulphuric acid and zinc Asid sulfurik dan zink Sulphuric acid and #zinc oxide Asid sulfurik dan #zink oksida Sulphuric acid and #zinc carbonate Asid sulfurik dan #zink karbonat Nitric acid and #copper(II) oxide Asid nitrik dan #kuprum(II) oksida Nitric acid and sodium hydroxide Asid nitrik dan natrium hidroksida

2HCl + Mg

MgCl2 + H2

2H+ + MgO

Mg2+ + H2O

H+ + OH– 2H+ + Mg

H2O Mg2+ + H2

Hydrochloric acid and magnesium Asid hidroklorik dan magnesium

Ionic equations / Persamaan ion

2HCl + CaCO3 H2SO4 + Zn H2SO4 + ZnO H2SO4 +ZnCO3 2HNO3 + CuO HNO3 + NaOH

CaCl2 + CO2 + H2O ZnSO4 + H2 ZnSO4 +H2O ZnSO4 + CO2 + H2O Cu(NO3)2 + H2O NaNO3 + H2O

2H+ + CaCO3

Ca2+ + CO2 + H2O

2H+ + Zn

UNIT

Zn2+ + 2Cl– + H2

Remove all the particles in the reactants and products which remain unchanged: Keluarkan semua zarah dalam bahan dan hasil tindak balas yang tidak berubah:

2H+ + 2Cl– + Zn

ZnCl2 + H2

Zn2+ + H2

2H+ + ZnO

Zn2+ + H2O

2H+ + ZnCO3

Zn2+ + CO2 + H2O

2H+ + CuO

Cu2+ + H2O

H+ + OH–

H2O

Ions in magnesium oxide, calcium carbonate, zinc oxide, zinc carbonate and copper(II) oxide cannot be separated because the compounds are insoluble in water and the ions do not ionise. # Ion dalam magnesium oksida, kasium karbonat, zink oksida, zink karbonat dan kuprum(II) oksida tidak boleh diasingkan kerana sebatian tersebut tidak larut dalam air dan ion-ionnya tidak mengion. #

129

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 129

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Chemical Properties of Alkali / Sifat Kimia Alkali Chemical properties Sifat-sifat kimia 1

Alkali + Acid Alkali + Asid

Write the balanced chemical equation for the reaction Tuliskan persamaan kimia seimbang bagi tindak balas

Salt + Water Garam + Air

* Alkali neutralises acid / Alkali meneutralkan asid. * Application of the reaction: / Aplikasi tindak balas: – Preparation of soluble salt (Topic Salt) Penyediaan garam terlarut (Tajuk Garam) 2

Alkali + Ammonium salt Salt + Water + Ammonia gas Alkali + Garam ammonium Garam + Air + Gas ammonia * Ammonia gas is released when alkali is heated with ammonium salt. Ammonia gas has pungent smell and turns moist red litmus paper to blue. * Gas ammonia dibebaskan apabila alkali dipanaskan dengan garam ammonium. Gas ammonia mempunyai bau yang sengit dan menukarkan kertas litmus merah lembap kepada biru.

(a) Potassium hydroxide and sulphuric acid: Kalium hidroksida dan asid sulfurik: H2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2O (b) Barium hydroxide and hydrochloric acid: Barium hidroksida dan asid hidroklorik: 2HCl + Ba(OH)2

BaCl2 + H2O

(a) Ammonium chloride and potassium hydroxide: Ammonium klorida dan kalium hidroksida: KOH + NH4Cl

KCl + H2O + NH3

(b) Ammonium sulphate and sodium hydroxide: Ammonium sulfat dan natrium hidroksida:

2NaOH + (NH4)2SO4

Na2SO4 + 2H2O + 2NH3

* Application of the reaction: / Aplikasi tindak balas: – Confirmatory test for cations ammonium in qualitative analysis of salt (Topic Salt) Ujian pengesahan kation ammonium dalam analisis kualitatif garam (Tajuk Garam) 3

Alkali + Metal ion Insoluble metal hydroxide Alkali + Ion logam Logam hidroksida tak larut

* Most of the metal hydroxides are insoluble. * Kebanyakan logam hidroksida tak terlarut.

* Hydroxides of transition element metals are coloured. * Hidroksida bagi logam peralihan adalah berwarna.

* Application of the reaction: / Aplikasi tindak balas: – Confirmatory test for cations in qualitative analysis of salt (Topic Salt) / Ujian pengesahan bagi kation dalam analisis kualitatif garam (Tajuk Garam)

(a) 2OH–(aq/ak) + Mg2+(aq/ak)

Mg(OH)2(s/p) Magnesium hydroxide (white precipitate) Magnesium hidroksida (mendakan putih)

Cu(OH)2(s/p) (b) 2OH–(aq/ak) + Cu2+(aq/ak) Copper(II) hydroxide (blue precipitate) Kuprum(II) hidroksida (mendakan biru)

Role of Water and the Properties of Acid / Peranan Air dan Sifat Asid

UNIT

How do you explain the role of water in the formation of hydrogen ion which causes acidic properties? Bagaimanakah anda menjelaskan peranan air dalam pembentukan ion hidrogen yang menyebabkan sifat berasid?

– Acid molecules ionise in aqueous solution to form hydrogen ions. The presence of hydrogen ions is needed for the acid to show its acidic properties. Molekul asid mengion dalam larutan akueus untuk membentuk ion hidrogen. Kehadiran ion hidrogen diperlukan asid untuk menunjukkan sifat-sifat keasidanya.

Acid does not show acidic properties without water or dissolved in organic solvent. Explain. Asid tidak menunjukkan sifat berasid tanpa air atau tanpa dilarutkan dalam pelarut organik. Terangkan.

– Acid will remain in the form of

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 130

Remark / Catatan: All acids are represented by hydrogen ions in the ionic equation for reaction of any acids with metal, base or metal carbonate (refer to page126) Semua asid diwakili oleh ion hidrogen dalam persamaan ion untuk tindak balas sebarang asid dengan logam, bes atau logam karbonat (rujuk halaman 126)

molecules

in two conditions:

molekul Asid akan kekal dalam bentuk dalam dua keadaan: (a) Without the presence of water for example dry hydrogen chloride gas and *glacial ethanoic acid. / Tanpa kehadiran air contohnya gas hidrogen klorida kering dan *asid etanoik glasial. (b) Acid is dissolved in *organic solvent for example solution of hydrogen chloride in methylbenzene and ethanoic acid in propanone. / Asid dilarutkan dalam *pelarut organik contohnya larutan hidrogen klorida dalam metilbenzena dan asid etanoik dalam propanone. * glacial ethanoic is pure ethanoic acid / Etanoik glasial adalah asid etanoik yang tulen * organic solvent is covalent compound that exist as liquid at room temperature such as propanone, methylbenzene and trichloromethane Pelarut organik adalah sebatian kovalen yang wujud sebagai cecair pada suhu bilik seperti propanone, metilbenzena dan triklorometana

130

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Example 1: Hydrochloric chloride gas dissolved in propanone and in water. Contoh 1: Gas hidrogen klorida terlarut dalam propanon dan dalam air. Hydrogen chloride gas dissolved in propanone Gas hidrogen klorida terlarut dalam propanon

Hydrogen chloride gas dissolved in water Gas hidrogen klorida terlarut dalam air

Propanone Propanon

Hydrogen chloride molecules in propanone do not Molekul hidrogen klorida dalam propanon tidak

Water Air

ionise mengion

ionises

Hydrogen chloride molecule in water

Molekul hidrogen klorida dalam air

mengion

: :

HCl(aq/ak) ➝ H+(aq/ak) + Cl–(aq/ak)

Example 2: Reaction between zinc powder with hydrogen chloride in propanone and hydrogen chloride in water. Contoh 2: Tindak balas antara serbuk zink dengan hidrogen klorida dalam propanon dan hidrogen klorida dalam air. Zinc powder with hydrogen chloride in propanone Sebuk zink dengan hidrogen klorida dalam propanon

Zinc powder with hydrogen chloride in water Sebuk zink dengan hidrogen klorida dalam air

Hydrogen chloride gas dissolved in water Gas hidrogen klorida dilarutkan dalam air

Hydrogen chloride gas dissolved in propanone Gas hidrogen klorida dilarutkan dalam propanon

Zinc powder Serbuk zink

chloride exist as only, there are no hydrogen ions present. Hydrogen chloride in propanone does not show acidic properties. – Tiada gelembung. – Hidrogen klorida dalam propanon tidak bertindak balas dengan zink. – Molekul hidrogen klorida dalam propanon tidak mengion. Hidrogen molekul klorida wujud sebagai sahaja, tiada ion hidrogen hadir. Hidrogen klorida dalam propanon tidak menunjukkan sifat asid.

– Hydrogen chloride molecule in water

. Hydrogen

ions

present. Hydrogen chloride in water (hydrochloric acid) shows acidic properties. – Gelembung dibebaskan. – Hidrogen klorida dalam air bertindak balas dengan zink. mengion Ion – Molekul hidrogen klorida dalam air . hidrogen hadir. Hidrogen klorida dalam air (asid hidroklorik) menunjukkan sifat berasid.

131

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 131

ionises

molecule

– Bubbles are released. – Hydrogen chloride in water react with zinc.

UNIT

– No bubbles. – Hydrogen chloride in propanone does not react with zinc. – Hydrogen chloride molecules in propanone do not ionise. Hydrogen

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Example 3: Glacial ethanoic acid and ethanoic asid dissolved in water. Contoh 3: Asid etanoik glasial dan asid etanoik dilarutkan dalam air. Glacial ethanoic acid Asid etanoik glasial

Ethanoic acid dissolved in water Asid etanoik dilarutkan dalam air

Water Air

Glacial ethanoic acid molecules do not

mengion

Molekul asid etanoik glasial tidak – Glacial ethanoic acid exist as present:

ionise

molecule

. .

only, no hydrogen ions

(i) Glacial ethanoic acid metal carbonate.

does not

react with metal, base or

(ii) Glacial ethanoic acid

does not

turn blue litmus paper to

red.

– Asid etanoik glasial wujud sebagai hidrogen hadir: tidak (i) Asid etanoik glasial logam, bes atau logam karbonat. (ii) Asid etanoik glasial biru kepada merah.

tidak

molekul

ionise

– Ethanoic acid molecules hydrogen ion:

mengion Molekul asid etanoik menghasilkan ion hidrogen:

separa dalam air untuk

CH3COO– (aq/ak) + H+ (aq/ak)

– Hydrogen ions are present.

sahaja, tiada ion

bertindak balas dengan

CH3COOH (aq/ak)

partially in water to produce

(i) Ethanoic acid carbonate.

react

(ii) Ethanoic acid turn

blue

with metal, base or metal

bertindak balas

(i) Asid etanoik karbonat.

dengan logam, bes atau logam

(ii) Asid etanoik menukarkan kertas litmus

bebas bergerak

Tiada ion , asid etanoik glasial tidak dapat mengalirkan arus elektrik (bukan elektrolit).

– Ion hidrogen hadir.

menukarkan kertas litmus

– There are no free moving ions, glacial ethanoic acid cannot conduct electricity (non electrolyte).

red

litmus paper to

merah

biru

kepada

– There are free moving (electrolyte).

ions, ethanoic acid can conduct electricity

Terdapat ion bebas bergerak arus elektrik (elektrolit).

, asid etanoik dapat mengalirkan

Role of Water and Properties of Alkali / Peranan Air dan Sifat Alkali UNIT

How do you explain the role of water in the formation of hydroxide ion which cause alkaline properties? Bagaimanakah anda menerangkan peranan air dalam pembentukan ion hidroksida yang menyebabkan sifat kealkalian? Alkaline does not show alkaline properties without water or dissolved in organic solvent. Explain. Alkali tidak menunjukkan sifat alkali tanpa air atau dilarutkan dalam pelarut organik. Terangkan.

Alkali

dissolves

larut Alkali hidroksida.

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 132

ionises

in water to produce hydroxide ions.

dan

mengion

dalam air untuk menghasilkan ion

Without water or in organic solvents, no hydroxide ions are produced, so the alkaline properties are

not shown

Tanpa air atau dalam larutan organik, tiada ion hidroksida dihasilkan, oleh itu sifat alkali

and

tidak ditunjukkan

132

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Example 1: Sodium hydroxide without water and sodium hydroxide dissolved in water. Contoh 1: Natrium hidroksida tanpa air dan natrium hidroksida dilarutkan dalam air. Solid sodium hydroxide without water Pepejal natrium hidroksida tanpa air

Sodium hydroxide dissolved in water (sodium hydroxide solution) Natrium hidroksida dilarutkan dalam air (larutan natrium hidroksida)

Water Air

– Sodium ions and hydroxide ions are attracted by strong electrostatic force in solid sodium hydroxide. / Ion natrium dan ion hidroksida ditarik oleh daya elektrostatik yang kuat dalam pepejal natrium hidroksida.

– Sodium hydroxide ionise in water to produce hydroxide ion. Natrium hidroksida mengion dalam air menghasilkan ion hidroksida.

– Sodium hydroxide do not ionise to hydroxide ion. does not (i) Solid sodium hydroxide react with acid and ammonium salt. does not red (ii) Solid sodium hydroxide turn litmus blue paper to .

– Hydroxide ions are present:

– Natrium hidroksida tidak mengion kepada ion hidroksida. tidak bertindak balas (i) Pepejal natrium hidroksida asid dan garam ammonia.

(ii) Pepejal natrium hidroksida merah litmus kepada

tidak biru

dengan

menukarkan kertas

free moving – There are no ions, solid sodium hydroxide cannot conduct electricity (non electrolyte). bebas bergerak , pepejal natrium hidroksida Tiada ion tidak dapat mengalirkan arus elektrik (bukan elektrolit).

NaOH (aq/ak) ➝ Na+ (aq/ak) + OH– (aq/ak) reacts

(i) Sodium hydroxide solution salt.

with acid and ammonium

blue (ii) Sodium hydroxide solution turns litmus paper to red . – Ion hidroksida hadir: bertindak balas (i) Larutan natrium hidroksida dengan asid dan garam ammonia. (ii) Larutan natrium hidroksida menukarkan biru merah kepada . – There

are can

Terdapat ion dapat

free moving

ions,

sodium

kertas

hydroxide

litmus solution

conduct electricity (electrolyte). bebas bergerak , larutan natrium hidroksida mengalirkan arus elektrik (elektrolit).

Example 2: Ammonia gas dissolved in propanone and ammonia dissolved in water. Contoh 2: Gas ammonia dilarutkan dalam propanon dan ammonia dilarutkan dalam air. Ammonia gas dissolved in propanone Gas ammonia dilarutkan dalam propanon

Ammonia gas dissolved in water Gas ammonia dilarutkan dalam air

Propanone Propanon

Molekul ammonia dalam propanon tidak molecule – Ammonia in propanone exist as ions present.

– Ammonia molecules

molekul

– Ammonia dalam propanon hanya wujud sebagai , tiada ion hidroksida hadir. does not (i) Ammonia in propanone react with acid and ammonium salt. tidak (i) Ammonia dalam propanon bertindak balas dengan asid dan garam ammonia. does not

(ii) Ammonia in propanone blue.

(ii) Ammonia dalam propanon merah litmus kepada

in water to produce mengion separa hydroxide ions. / Molekul ammonia dalam air untuk menghasilkan ion hidroksida.

only, no hydroxide

biru

(ii) Ammonia blue

free moving – There are no ions, Ammonia in propanone cannot conduct electricity (non electrolyte). bebas bergerak , ammonia dalam propanon Tiada ion tidak dapat mengalirkan arus elektrik (bukan elektrolit).

(ii) Ammonia akueus garam ammonia.

NH4+(aq) + OH– (aq/ak)

turns

with acid and ammonium salt. red litmus paper to

bertindak balas

dengan asid dan

(ii) Ammonia akueus menukarkan kertas litmus biru kepada .

merah

– There are free moving ions, ammonia aqueous can conduct electricity (electrolyte). bebas bergerak , ammonia akueus dapat Terdapat ion

133

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 133

aqueous

. – Ion hidroksida hadir.

menukar kertas .

NH3 (g/g) + H2O (l/c)

– Hydroxide ions are present. reacts (i) Ammonia aqueous

turn red litmus paper to

tidak

ionise partially

ionise mengion

UNIT

– Ammonia molecules in propanone do not

Water Air

mengalirkan arus elektrik (elektrolit).

11/10/2017 9:15 AM

UNIT

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 134

1 Alkali dissolves and ionises in water to form hydroxide ions. Alkali larut dan mengion dalam air membentuk ion hidroksida. Example / Contoh : NaOH (aq/ak) Na+ (aq/ak) – + OH (aq/ak) 2 The presence of hydroxide ions enable alkali to show its alkaline properties: Kehadiran ion hidroksida menyebabkan alkali menunjukkan sifat kealkaliannya: (a) It changes red litmus paper to blue Ia menukarkan warna kertas litmus merah ke biru (b) Its pH value is more than 7 Nilai pHnya lebih dari 7 (c) It reacts with acid and ammonium salt Ia bertindak balas dengan asid dan garam ammonium

1 Acid dissolves and ionises in water to form hydrogen ions. Asid larut dan mengion dalam air membentuk ion hidrogen. Example / Contoh : HCl (aq/ak) H+ (aq/ak) + – Cl (aq/ak) 2 The presence of hydrogen ions enable acid to show its acidic properties: Kehadiran ion hidrogen menyebabkan asid menunjukkan sifat keasidannya: (a) It changes blue litmus paper to red Ia menukarkan warna kertas litmus biru ke merah (b) Its pH value is less than 7 Nilai pHnya kurang dari 7 (c) It reacts with metal, base/ alkali and metal carbonate Ia bertindak balas dengan logam, bes/alkali dan logam karbonat

They conduct electricity because there are free moving ions Mereka mengalirkan arus elektrik kerana ada ion-ion yang bebas bergerak

Alkali Alkali

Acid Asid

Acid /Alkali dissolve in water Asid /Alkali larut dalam air

1 Alkali does not ionise without water or in organic solvent. There are no hydroxide ions present Alkali tidak mengion tanpa air atau dalam pelarut organik. Tiada ion hidroksida yang hadir 2 Without the presence of hydroxide ion, alkali does not show its alkali properties: / Ketiadaan ion hidroksida menyebabkan ia tidak menunjukkan sifat alkali: (a) It does not change red litmus paper to blue / Ia tidak menukarkan warna kertas litmus merah ke biru (b) Its pH value is 7 Nilai pHnya adalah 7 (c) It does not react with acid and ammonium salt Ia tidak bertindak balas dengan garam ammonium dan asid

Alkali Alkali

• organic solvent is covalent compound that exists as liquid at room temperature such as propanone, methylbenzene and trichloromethane pelarut organik ialah sebatian kovalen yang wujud dalam bentuk cecair pada suhu bilik seperti propanon, metilbenzena dan triklorometana

They do not conduct electricity because there are no free moving ions Mereka tidak mengalirkan arus elektrik kerana tiada ion-ion yang bebas bergerak

1 Acid remains in the form of molecule without water or in organic solvent. There are no hydrogen ions present. Asid kekal dalam bentuk molekul tanpa air atau dalam pelarut organik. Tiada ion hidrogen yang hadir. 2 Without the presence of hydrogen ion, acid does not show its acidic properties: / Ketiadaan ion hidrogen menyebabkan ia tidak menunjukkan sifat asid: (a) It does not change blue litmus paper to red Ia tidak menukarkan warna kertas litmus biru ke merah (b) Its pH value is 7 Nilai pHnya adalah 7 (c) It does not react with metal, base/alkali and metal carbonate / Ia tidak bertindak balas dengan logam, bes/ alkali dan logam karbonat

Acid Asid

Acid /Alkali without water or in organic solvent Asid/alkali tanpa air atau pelarut organik

Role of Water in Showing the Properties of Acid and Alkali Peranan Air dalam Menunjukkan Sifat Asid dan Alkali

MODULE • Chemistry FORM 4

134

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Exercise / Latihan 1

The diagram below shows the apparatus set-up to investigate the role of water and other solvent in showing the properties of acid and the observations made from the investigation. / Rajah di bawah menunjukkan susunan radas untuk mengkaji peranan air atau pelarut lain dalam menunjukkan sifat asid serta pemerhatian yang dibuat. Experiment / Eksperimen

Set-up of apparatus Susunan radas

Observation Pemerhatian

Hydrochloric acid in water Asid hidroklorik dalam air

Hydrogen chloride in tetrachloromethane Hidrogen klorida dalam tetraklorometana

Magnesium ribbon Pita magnesium

• Bubbles of colourless gas are released Gelembung gas tak berwarna dibebaskan • Magnesium ribbon dissolves / Pita magnesium larut

• No bubble of gas Tiada gelembung gas

(a) What is meant by acid? / Apakah yang dimaksudkan dengan asid? Acid is a chemical substance which ionises in water to produce hydrogen ion. Asid adalah sebatian kimia yang mengion di dalam air menghasilkan ion hidrogen. (b) (i)

Name the gas released in Experiment I. / Namakan gas yang terbebas dalam Eksperimen I. Hydrogen gas / Gas hidrogen

(ii) Write the chemical equation for the formation of the bubbles in Experiment I. Tulis persamaan kimia untuk pembentukan gelembung gas dalam Eksperimen I. Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (iii) Write the ionic equation for the chemical equation in (b)(ii). Tulis persamaan ion untuk persamaan kimia dalam (b)(ii). Mg + 2H+ Mg2+ + H2 (c) Compare observation in Experiment I and Experiment II. Explain your answer. reacts – Hydrochloric acid in water in Experiment I with magnesium. does not react – Hydrogen chloride in tetrachloromethane in Experiment II ionises – Hydrochloric acid in water to H+: HCl H+ + Cl–

to produce hydrogen molecule: Mg + 2H+ Mg2+ + H2 molecule hydrogen – Hydrogen chloride in tetrachloromethane remains in the form of . No ion present. Bandingkan pemerhatian dalam Eksperimen I dan Eksperimen II. Terangkan jawapan anda. bertindak balas – Asid hidroklorik dalam air dalam Eksperimen I dengan magnesium. – Hidrogen klorida dalam tetraklorometana dalam Eksperimen II tidak bertindak balas dengan magnesium. – Asid hidroklorik dalam air mengion kepada ion H+: HCl H+ + Cl– – Ion H+ bertindak balas dengan atom magnesium untuk menghasilkan molekul hidrogen: Mg + 2H+ Mg2+ + H2 molekul hidrogen – Hidrogen klorida dalam tetraklorometana kekal dalam bentuk . Tiada ion hadir.

magnesium atom

UNIT

– H+ ions react with

with magnesium.

The diagram below shows the set-up of apparatus to prepare two solutions of ammonia in solvent X and solvent Y. A piece of red litmus paper is dropped into each beaker. / Gambar rajah di bawah menunjukkan susunan radas bagi menyediakan dua larutan ammonia dalam pelarut X dan pelarut Y. Sekeping kertas litmus merah dimasukkan ke dalam setiap bikar. Ammonia Ammonia

Ammonia Ammonia

Solvent X Pelarut X

Solvent Y Pelarut Y

Beaker A / Bikar A

Beaker B / Bikar B

135

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 135

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

The table below shows the observation on the red litmus paper in solvent X and solvent Y. Jadual di bawah menunjukkan pemerhatian ke atas kertas litmus merah dalam pelarut X dan pelarut Y. Solution / Larutan

Observation / Pemerhatian

Ammonia in solvent X in beaker A Ammonia dalam pelarut X dalam bikar A

The red litmus paper turns blue. Kertas litmus merah bertukar menjadi biru.

Ammonia in solvent Y in beaker B Ammonia dalam pelarut Y dalam bikar B

No visible change in the colour of red litmus paper. Tiada perubahan yang nyata pada warna kertas litmus merah.

(a) Name possible substances that can be solvent X and solvent Y. Namakan bahan-bahan yang mungkin bagi pelarut X dan pelarut Y. Solvent X / Pelarut X : Water / Air

Solvent Y / Pelarut Y : Propanone / methylbenzene / trichloromethane // Propanon / metilbenzena / triklorometana

(b) Explain the difference in the observation on the beakers A and B. ionise – Ammonia gas in beaker A is dissolved in water, ammonia molecules hydroxide ions: NH4+ (aq) + OH– (aq) NH (g) + H O (l) 3

– The presence of

hydroxide

to ammonium ion and

ions change the red litmus paper to blue. dissolved propanone / methylbenzene / trichloromethane in

– Ammonia gas in beaker B is molecules do not ionise . hydroxide – No ions present, the red litmus paper remains unchanged.

Terangkan perbezaan antara pemerhatian dalam bikar A dengan bikar B. larut – Gas ammonia dalam bikar A dalam air, molekul ammonia

mengion

, ammonia

kepada ion ammonium dan

ion hidroksida : NH4+ (ak) + OH– (ak) NH3 (g) + H2O (ce) – Kehadiran ion-ion hidroksida menukarkan kertas litmus merah kepada biru. larut propanon / metilbenzena / triklorometana – Gas ammonia dalam bikar B dalam ammonia tidak mengion . – Tiada ion (c) (i)

hidroksida

, molekul

, warna merah kertas litmus tidak berubah.

Between solution in beakers A and B, which one is an electrolyte and non-electrolyte? Explain your answer. an electrolyte ionisation – Solution in beaker A is , it contains free moving ions from the

ammonia molecules in water. a non-electrolyte – Solution in beaker B is propanone / methylbenzene / trichloromethane in

UNIT

(i)

do not ionise

, ammonia molecules

. Antara larutan dalam bikar A dan bikar B, yang manakah elektrolit dan bukan elektrolit? Terangkan jawapan anda. elektrolit bebas bergerak – Larutan dalam bikar A ialah , ia mengandungi ion-ion yang daripada pengionan

molekul ammonia dalam air. bukan elektrolit – Larutan dalam bikar B propanon / metilbenzena / triklorometana

, molekul ammonia

tidak mengion

dalam

. (ii) Draw a labelled diagram to show the set-up of apparatus used to show the electrical conductivity of an electrolyte. Lukiskan gambar rajah berlabel yang menunjukkan susunan radas yang digunakan untuk menunjukkan kekonduksian arus elektrik bagi sesuatu elektrolit.

Carbon electrode Elektrod karbon

Elektrod karbon

Electrolyte Elektrolit Elektrolit

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 136

136

11/10/2017 9:15 AM

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 137

137 II

Glacial ethanoic acid + water Blue litmus paper

III

Glacial ethanoic acid + water Blue litmus paper

UNIT

No change

Ethanoic acid in propanone accepted

Gas bubbles are released

Aqueous solution of ethanoic acid

Conclusion: Hypothesis is

No change

Effect on blue litmus paper

Glacial ethanoic acid

Test tube

Observation:

Ethanoic acid in propanone does not show acidic property

Aqueous solution of ethanoic acid shows acidic property

Glacial ethanoic acid does not show acidic property

Inference

Procedure: 1 Three test tubes are labelled and placed on a test tube rack. 2 About 1 cm3 of glacial ethanoic acid is poured into each test tube. 3 About 1 cm3 distilled water is added to test tube II and the mixture is shaken. 4 About 1 cm3 of propanone is added to test tube III and the mixture is shaken. 5 A piece of dry blue litmus paper is dipped into each test tube. 6 Any changes are observed and recorded.

Blue litmus paper

Glacial ethanoic acid

Aim : To show that water is needed for an acid to show its acidic properties. Problem statement : Does an acid need water to show its acidic properties? Manipulated variable : Presence of water and propanone Responding variable : Color change of blue litmus paper Constant variable : Glacial ethanoic acid Hypothesis : Glacial ethanoic acid and glacial ethanoic acid in propanone do not shows acidic properties / do not change blue litmus paper to red. Glacial ethanoic acid in water shows acidic properties / changes blue litmus paper to red. Materials : Propanone, water, glacial ethanoic acid and blue litmus paper Apparatus : Test tube, dropper

Barium hydroxide

accepted

Red litmus paper turns blue

No change

Effect on red litmus paper

Conclusion: Hypothesis is

Aqueous solution

Without water

Barium hydroxide

Observation:

Aqueous solution of barium hydroxide shows alkaline property

Dry barium hydroxide does not show alkaline property

Inference

Procedure: 1 One spatula of dry barium hydroxide is placed in a dry watch glass. 2 A piece of dry red litmus paper is dipped into the dry barium hydroxide powder. 3 Colour change of red litmus paper is observed and recorded. 4 A few drops of water are added to dissolve dry barium hydroxide powder in the watch glass. 5 Colour change of red litmus paper is observed and recorded.

Red litmus paper

Aim : To show that water is needed for an alkali to show its alkaline properties. Problem statement : Does an alkali need water to show its alkaline properties? Manipulated variable : Presence of water Responding variable : Colour change of red litmus paper Constant variable : Barium hydroxide Hypothesis : Barium hydroxide without water does not change colour of red litmus paper / does not show alkaline properties. Barium hydroxide added with water changes red litmus paper to blue / shows alkaline properties. Materials : Barium hydroxide, water, red litmus paper Apparatus : Watch glass, dropper

Experiment to Show That the Presence of Water is Essential for the Acid and Alkali to Show the Acidity and Alkaline Properties

MODULE â&#x20AC;˘ Chemistry FORM 4

ÂŠ Nilam Publication Sdn. Bhd.

11/10/2017 9:15 AM

UNIT

ÂŠ Nilam Publication Sdn. Bhd.

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 138

Asid etanoik glasial + Air Kertas litmus biru

III

Asid etanoik glasial + Propanon Kertas litmus biru

Kesimpulan: Hipotesis

diterima .

Asid etanoik dalam Tiada perubahan propanon

etanoik

Asid etanoik dalam propanon tidak menunjukkan sifat keasidan

Larutan akueus asid Kertas litmus biru bertukar merah menunjukkan sifat keasidan

Larutan akueus asid etanoik

Asid etanoik glasial tidak menunjukkan sifat keasidan

Inferens

Tiada perubahan

Kesan pada kertas litmus biru

Asid etanoik glasial

Tabung uji

Pemerhatian:

Prosedur: 1 Tiga tabung uji dilabelkan dan diletakkan pada rak tabung uji. 2 1 cm3 asid etanoik glasial dituang ke dalam setiap tabung uji. 3 1 cm3 air suling ditambah kepada tabung uji II dan campuran itu digoncang. 4 1 cm3 propanon ditambah kepada tabung uji III dan campuran digoncang. 5 Sekeping kertas litmus biru kering dicelup ke dalam setitap tabung uji. 6 Sebarang perubahan diperhatikan dan direkodkan.

Kertas litmus biru

Asid etanoik glasial

Tujuan : Untuk menujukkan air diperlukan oleh asid untuk menunjukkan sifat keasidannya. Pernyataan masalah : Adakah asid memerlukan air untuk menunjukkan sifat keasidannya? Pemboleh ubah dimanipulasikan : Kehadiran air dan propanon Pemboleh ubah bergerak balas : Perubahan warna kertas litmus biru Pemboleh ubah dimalarkan : Asid etanoik glasial Hipotesis : Asid etanoik glasial dan asid etanoik glasial dalam propanon tidak menunjukkan sifat keasidan / tidak menukarkan warna kertas litmus biru kepada merah. Asid etanoik glasial dalam air menunjukkan sifat keasidan / menukarkan kertas litmus biru kepada merah. Bahan : Propanon, air, asid etanoik glasial dan kertas litmus biru Radas : Tabung uji, penitis

Barium hidroksida

Tiada perubahan

Kesan pada kertas litmus merah

Kesimpulan: Hipotesis

diterima

Larutan akueus Kertas litmus merah bertukar biru

Tanpa air

Tabung uji

Pemerhatian:

Larutan akueus barium menunjukkan sifat alkali

tidak hidroksida

Barium hidroksida kering menunjukkan sifat alkali

Inferens

Prosedur: 1 Satu spatula barium hidroksida kering diletakkan dalam sebuah piring kaca jernih. 2 Sekeping kertas litmus merah kering dicelup ke dalam serbuk barium hidroksida kering. 3 Perubahan warna kertas litmus merah diperhatikan dan direkodkan. 4 Beberapa titis air ditambah untuk melarutkan serbuk barium hidroksida kering dalam piring kaca. 5 Perubahan warna kertas litmus merah diperhatikan dan direkodkan.

Kertas litmus merah

Tujuan : Untuk menunjukkan air diperlukan oleh alkali untuk menunjukkan sifat kealkaliannya. Pernyataan masalah : Adakah alkali memerlukan air untuk menunjukkan sifat kealkaliannya? Pemboleh ubah dimanipulasikan : Kehadiran air Pemboleh ubah bergerak balas : Perubahan warna kertas litmus merah Pemboleh ubah dimalarkan : Barium hidroksida Hipotesis : Barium hidroksida tanpa air tidak menukarkan warna kertas litmus merah / tidak menunjukkan sifat alkali. Barium hidroksida ditambah dengan air menukar warna kertas litmus merah kepada biru / menunjukkan sifat alkali. Bahan : Barium hidroksida, air, kertas litmus merah Radas : Piring kaca, penitis

Eksperimen untuk Menunjukkan Kehadiran Air adalah Penting untuk Asid dan Alkali Menunjukka Sifat Keasidan dan Alkali

MODULE â&#x20AC;˘ Chemistry FORM 4

138

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

The Strength of Acid and Alkali / Kekuatan Asid dan Alkali What is meant by strong acid and weak acid? Explain with examples. Apakah yang dimaksudkan dengan asid kuat dan asid lemah? Terangkan dengan contoh.

(a) A strong acid is an acid that ionises completely in water to produce high concentration of hydrogen ion, H+. Asid kuat ialah asid yang mengion sepenuhnya dalam air menghasilkan kepekatan ion hidrogen, H+ yang tinggi. Example / Contoh : Hydrochloric acid is a strong acid ionises completely in water to produce high concentration of hydrogen ions and chloride ions, Asid hidroklorik adalah asid kuat mengion sepenuhnya dalam air untuk menghasilkan kepekatan ion hidrogen yang tinggi dan ion klorida, HCl (aq/ak)

H+ (aq/ak) + Cl– (aq/ak)

Hydrochloric acid ionises completely to produce high concentration of hydrogen ions, H+ Asid hidroklorik mengion sepenuhnya untuk menghasilkan kepekatan ion hidrogen, H+ yang tinggi

Water Air

Other examples of strong acid: Contoh lain asid kuat: Strong acid Asid kuat

Ionisation equation Persamaan pengionan

Nitric acid, HNO3 Asid nitrik, HNO3

HNO3(aq/ak)

Sulphuric acid, H2SO4 Asid sulfurik, H2SO4

H2SO4 (aq/ak)

Particles present Zarah yang hadir H+ and Cl– H+ dan Cl–

H+ (aq/ak) + NO3– (aq/ak)

H+ and SO42– H+ dan SO42–

2H+ (aq/ak) + SO42– (aq/ak)

(b) A weak acid is an acid that partially ionises in water to produce low concentration of hydrogen ion, H+. Asid lemah ialah asid yang mengion separa dalam air menghasilkan kepekatan ion hidrogen, H+ yang rendah. Example / Contoh : Ethanoic acid is a weak acid ionises partially in water to produce low concentration of hydrogen ions and ethanoate ions, Asid etanoik adalah asid lemah mengion separa dalam air untuk menghasilkan kepekatan ion hidrogen yang rendah dan ion etanoat,

An aqueous solution ethanoic acid ionises partially to produce low concentration of hydrogen ions, H+. The majority remains as molecules, CH3COOH. Suatu larutan akueus asid etanoik mengion separa untuk menghasilkan kepekatan ion hidrogen H+ yang rendah. Majoriti kekal sebagai molekul CH3COOH.

Water Air

H+ (aq/ak) + CH3COO– (aq/ak)

UNIT

CH3COOH (aq/ak)

Other example of weak acid: Contoh lain asid lemah: Weak acid Asid lemah Carbonic acid, H2CO3 Asid karbonik, H2CO3

Ionisation equation Persamaan pengionan H2CO3 (aq/ak)

139

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 139

2H+ (aq/ak) + CO32– (aq/ak)

Particles present Zarah yang hadir H2CO3, H+ and CO32– H2CO3, H+ dan CO32–

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4 What is meant by strong alkali and weak alkali? Explain with examples. Apakah yang dimaksudkan dengan alkali kuat dan alkali lemah? Terangkan dengan contoh.

(a) A strong alkali is an alkali that ionises completely in water to produce high concentration of hydroxide ion, OH–. Alkali kuat ialah alkali yang mengion sepenuhnya dalam air menghasilkan kepekatan ion hidroksida, OH– yang tinggi. Example / Contoh : Sodium hydroxide solution is a strong alkali ionises completely in water to produce high concentration of hydroxide ions and sodium ions: Natrium hidroksida adalah alkali kuat mengion sepenuhnya dalam air untuk menghasilkan kepekatan ion hidroksida yang tinggi dan ion natrium: NaOH (aq/ak)

Na+ (aq/ak) + OH– (aq/ak)

All sodium hydroxide ionises completely to produce high concentration of hydroxide ion Kesemua natrium hidroksida mengion sepenuhnya untuk menghasilkan kepekatan ion hidroksida yang tinggi

Water Air

Other examples of strong alkali: Contoh lain alkali kuat: Strong alkali Alkali kuat

Ionisation equation Persamaan pengionan

Potassium hydroxide, KOH Kalium hidroksida, KOH

KOH (aq/ak)

Barium hydroxide, Ba(OH)2 Barium hidroksida, Ba(OH)2

Ba(OH)2 (aq/ak)

K+ (aq/ak) + OH– (aq/ak)

Ba2+ (aq/ak) + 2OH– (aq/ak)

Particles present Zarah yang hadir K+ and OH– K+ dan OH– Ba2+ and OH– Ba2+ dan OH–

(b) A weak alkali is an alkali that partially ionises in water to produce low concentration of hydroxide ion, OH–. Alkali lemah ialah alkali yang mengion separa dalam air menghasilkan kepekatan ion hidroksida, OH– yang rendah. Example / Contoh : Ammonia aqueous is a weak alkali ionises partially in water to produce low concentration of hydroxide ions: Ammonia akueus adalah alkali lemah mengion separa dalam air untuk menghasilkan ion hidroksida yang rendah: NH3 (g) + H2O (l/ce) NH4+ (aq/ak) + OH– (aq/ak)

UNIT

An aqueous ammonia ionizes partially to produce low concentration of hydroxide ions, OH– and ammonium ions, NH4+. The majority remains as ammonia molecules, NH3 Suatu larutan akueus ammonia mengion separa untuk menghasilkan kepekatan ion hidroksida, OH– yang rendah dan ion ammonium, NH4+. Majoriti kekal sebagai molekul ammonia, NH3.

Water Air

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 140

140

11/10/2017 9:15 AM

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 141

→ H+ (aq) + Cl– (aq)

141

(ii) Nitric acid

→

H+ (aq) + NO3– (aq)

H+ (aq) + Cl– (aq)

UNIT

Example: Ethanoic acid : C H3COOH (aq)

CH3COO (aq) + H (aq) –

2– + (iii) Sulphuric acid : H2SO4 (aq) → 2H (aq) + SO4 (aq) partially ionises (b) A weak acid is an acid that in water + low concentration of hydrogen ion, H to produce

: HNO3 (aq) →

(i) Hydrochloric acid : HCl (aq)

to produce Example:

in water high concentration of hydrogen ion, H+

STRONG ACID & WEAK ACID : ionises completely (a) A strong acid is an acid that

2. Acid + Metal carbonate → Salt + Water + Carbon dioxide 3. Acid + Base/alkali → Salt + Water

Base / Alkali

(ii) Potassium hydroxide: KOH (aq) →

(i) Sodium hydroxide: NaOH (aq) →

Example: Ammonia solution : NH3 (g) + H2O (l)

NH4+ (aq) + OH– (aq)

in water to

K+ (aq) + OH– (aq)

Na+ (aq) + OH– (aq)

partially ionises (b) A weak alkali is an alkali that low concentration of hydroxide ion, OH– produce

produce Example:

high concentration of hydroxide ion, OH-

in water to

3. Base/alkali + Metal ion → Metal hydroxide

2. Base/alkali + Acid → Salt + Water

STRONG ALKALI & WEAK ALKALI : ionises completely (a) A strong alkali is an alkali that

Acid + Base / Alkali ➝ Salt + Water

1. Base/alkali + Ammonium salt → Salt + Water + Ammonia gas

Acid

Example: Sodium hydroxide dissolves in water and ionises to hydroxide ion. + – NaOH (aq) → Na (aq) + OH (aq)

ionises to hydroxide ion.

• Most bases are metal oxide or metal hydroxide Example : CuO, MgO, Pb(OH)2 • Alkali is a base that is soluble in water and

with acid to produce salt and water only.

1. Acid + Metal → Salt + Hydrogen

CHARACTERISTICS : red 1. Change litmus blue paper to 2. pH is more than 7 3. Taste slippery

CHEMICAL PROPERTIES :

CHARACTERISTICS : blue 1. Change litmus red paper to 2. pH is less than 7 sour 3. Taste

MEANING : • Base is a chemical substance that reacts

CHEMICAL PROPERTIES :

Hydrochloric acid → Hydrogen ion + Chloride ion

Example : HCl (aq)

water to produce hydrogen ion.

MEANING : Acid is a chemical substance which ionises in

Complete the following To Compare the Acid and Base/Alkali

MODULE • Chemistry FORM 4

11/10/2017 9:15 AM

air menghasilkan ion hidrogen.

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 142

→ H+ (ak)

+ Cl– (ak)

Asid

3. Rasa

masam

Contoh: Asid etanoik : CH3COOH (ak)

CH3COO (ak) + H (ak) –

menghasilkan Contoh: H+ (ak) + Cl– (ak) (i) Asid hidroklorik : HCl (ak) → H+ (ak) + NO3– (ak) (ii) Asid nitrik : HNO3 (ak) → 2H+ (ak) + SO42– (ak) (iii) Asid sulfurik : H2SO4 (ak) → sebahagiannya mengion (b) Asid lemah ialah asid yang dalam + kepekatan ion hidrogen, H yang rendah air menghasilkan

dalam air kepekatan ion hidrogen, H+ yang tinggi.

3. Bes/alkali + Ion logam → Hidroksida logam

2. Bes/alkali + Asid + → Garam + Air

1. Bes/alkali + Garam ammonium → Garam + Air + Gas ammonia

SIFAT KIMIA :

• Natrium hidroksida larut dalam air dan mengion kepada ion hidroksida. NaOH (ak) → Na+ (ak) + OH– (ak)

bes yang larut dalam air dan • Alkali ialah mengion kepada ion hidroksida.

• Kebanyakan bes ialah oksida logam atau hidroksida logam. Contoh : CuO, MgO, Pb(OH)2

MAKSUD : • Bes ialah sejenis bahan kimia yang bertindak balas dengan asid menghasilkan garam dan air sahaja.

(ii) Kalium hidroksida : KOH (ak) →

K+ (ak) + OH– (ak)

Na+ (ak) + OH– (ak)

Contoh: Larutan ammonia : NH3 (g)+ H2O (l)

NH4+ (ak) + OH– (ak)

sebahagiannya mengion (b) Alkali lemah ialah alkali yang dalam – kepekatan ion hidroksida, OH yang rendah air menghasilkan

(i) Natrium hidroksida : NaOH (ak) →

menghasilkan Contoh:

dalam air kepekatan ion hidroksida, OH– yang tinggi.

ALKALI KUAT DAN ALKALI LEMAH : mengion sepenuhnya (a) Alkali kuat ialah alkali yang

Bes / Alkali

1. Menukarkan warna kertas merah litmus kepada biru 2. pH adalah lebih dari 7 Licin 3.

CIRI-CIRI :

Asid + Bes / Alkali ➝ Garam + Air

1. Menukarkan warna kertas biru litmus kepada merah 2. pH adalah kurang dari 7

CIRI-CIRI :

ASID KUAT DAN ASID LEMAH : mengion sepenuhnya (a) Asid kuat ialah asid yang

2. Asid + Karbonat logam → Garam + Air + Karbon dioksida 3. Asid + Bes/alkali → Garam + Air

1. Asid + Logam → Garam + Hidrogen

SIFAT KIMIA :

Asid hidroklorik → ion hidrogen + ion klorida

Contoh : HCl (ak)

MAKSUD : Asid ialah bahan kimia yang mengion dalam

UNIT

Lengkapkan yang Berikut untuk Membandingkan Asid dan Bes/Alkali

MODULE • Chemistry FORM 4

142

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Concentration of Acid and Alkali / Kepekatan Asid dan Alkali What is a solution? Apakah larutan?

A solution is a homogeneous mixture formed when a solute is dissolved in a solvent. For example copper(II) sulphate solution is prepared by dissolving copper(II) sulphate powder (solute) in water (solvent). Larutan adalah campuran homogen yang terbentuk apabila bahan larut dilarutkan dalam pelarut. Contohnya larutan kuprum(II) sulfat disediakan dengan melarutkan serbuk kuprum(II) sulfat (bahan larut) di dalam air (pelarut).

What is concentration? Apakah kepekatan?

Concentration of a solution is the quantity of solute in a given volume of solution which is usually 1 dm3 of solution. / Kepekatan sesuatu larutan ialah kuantiti bahan terlarut dalam isi padu larutan yang tertentu, biasanya berisi padu 1 dm3 larutan. (a) Mass of solute in gram per 1 dm3 solution, g dm–3. Jisim bahan larut dalam gram bagi setiap 1 dm3 larutan, g dm–3.

Mass of solute in gram (g) / Jisim bahan larut dalam gram (g) Concentration of solution (g dm–3) = Kepekatan larutan (g dm–3) Volume of solution (dm3) / Isi padu larutan (dm3)

(b) Number of moles of solute in 1 dm3 solution, mol dm–3. Bilangan mol bahan larut dalam 1 dm3 larutan, mol dm–3.

Mass mole of solute (mol) / Bilangan mol bahan larut (mol) Volume of solution (dm3) / Isi padu larutan (dm3)

The concentration in mol dm–3 is called molarity or molar concentration. The unit mol dm–3 can be represented by ‘M’. / Kepekatan dalam mol dm–3 dipanggil sebagai kemolaran atau kepekatan molar. Unit mol dm–3 boleh diwakili dengan ‘M’.

What is the relationship between number of moles with molarity and volume of solution? Apakah hubungan antara bilangan mol dengan kemolaran dan isi padu larutan?

Molarity Kemolaran n = M = V = v =

Number of mole of solute (mol) / Bilangan mol bahan larut (mol) Volume of solution (dm3) / Isi padu larutan (dm3)

Number of mole of solute (mol) = Molarity × Volume (dm3) Bilangan mol bahan larut (mol) Kemolaran × Isi padu (dm3) n = MV Mv n = 1 000

Number of moles of solute / Bilangan mol bahan terlarut Concentration in mol dm–3 (molarity) / Kepekatan dalam mol dm–3 (kemolaran) Volume of solution in dm3 / Isi padu larutan dalam dm3 Volume of solution in cm3 / Isi padu larutan dalam cm3

Can concentration in mol dm–3 be converted to g dm–3 and vice verca? Bolehkah kepekatan dalam mol dm–3 ditukar kepada g dm–3 dan sebaliknya?

The concentration of a solution can be converted from mol dm–3 to g dm–3 and vice versa. Kepekatan larutan boleh ditukar daripada mol dm–3 kepada g dm–3 dan sebaliknya.

How to solve numerical problems involving molarity of acid and alkali? Bagaimanakah untuk menyelesaikan permasalahan berangka melibatkan kemolaran asid dan alkali?

Example / Contoh : What is the concentration of the following solution in g dm–3 and mol dm–3? Apakah kepekatan larutan berikut dalam g dm–3 dan mol dm–3? (a) 10 g sodium hydroxide, NaOH in 500 cm3 solution. / 10 g natrium hidroksida, NaOH dalam larutan 500 cm3. (b) 0.5 mol potassium hydroxide, KOH in 2.5 dm3 solution. Kalium hidroksida, KOH 0.5 mol dalam larutan 2.5 dm3.

× molar mass of the solute / jisim molar bahan terlarut

mol dm–3

g dm–3

Solution / Penyelesaian :

500 cm3 (a) Volume of solution / Isi padu larutan = ———–—— = 0.5 dm3 1 000 10 g Concentration of solution / Kepekatan larutan = ———–—— = 20 g dm–3 0.5 dm3 Relative formula mass of NaOH / Jisim faormula relatif NaOH = 23 + 16 + 1 = 40, molar mass of NaOH / jisim molar NaOH = 40 g mol–1 20 g dm–3 Concentration of solution / Kepekatan larutan = ———–——— = 0.5 mol dm–3 40 g mol–1 0.5 mol b) Concentration of solution / Kepekatan larutan = ———–——3— = 0.2 mol dm–3 2.5 dm Relative formula mass of KOH / Jisim formula relatif KOH = 39 + 16 + 1 = 56, molar mass of KOH / Jisim molar KOH = 56 g mol–1 Concentration of solution / Kepekatan larutan = 0.2 mol dm–3 × 56 g mo–1 = 11.2 g mol–1

143

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 143

÷ molar mass of the solute / jisim molar bahan terlarut

UNIT

What is molarity? Apakah kemolaran?

Concentration of solution (mol dm–3) = Kepekatan larutan (mol dm–3)

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Exercise / Latihan 1

The molarity of sodium hydroxide solution is 2 mol dm–3. What is the concentration of the solution in g dm–3? [Relative atomic mass: Na = 23, 0 = 16, H = 1] Kemolaran larutan natrium hidroksida ialah 2 mol dm–3. Apakah kepekatan larutan tersebut dalam g dm–3? [Jisim atom relatif: Na = 23, O = 16, H = 1]

Answer / Jawapan : 3

80 g dm–3

Calculate the molarity of the solution obtained when 14 g of potassium hydroxide is dissolved in distilled water to make up 500 cm3 solution. [Relative atomic mass: K = 39, H = 1, O = 16] Hitung kemolaran larutan yang diperoleh apabila 14 g kalium hidroksida dilarutkan dalam air suling untuk menyediakan larutan yang berisi padu 500 cm3. [Jisim atom relatif: K = 39, H = 1, O = 16]

Answer / Jawapan :

Calculate the molarity of a solution which is prepared by dissolving 0.5 mol of hydrogen chloride, HCl in distilled water to make up 250 cm3 solution. Hitung kemolaran larutan yang disediakan dengan melarutkan 0.5 mol hidrogen klorida, HCl dalam air suling untuk menyediakan larutan yang berisi padu 250 cm3.

0.5 mol dm–3

How much of sodium hydroxide in gram should be dissolved in water to prepare 500 cm3 of 0.5 mol dm–3 sodium hydroxide solution? [Relative atomic mass: Na = 23, O = 16, H = 1] Berapakah jisim natrium hidroksida dalam gram yang patut dilarutkan dalam air untuk menyediakan 500 cm3 larutan natrium hidroksida 0.5 mol dm–3? [Jisim atom relatif: Na = 23, O = 16, H = 1]

UNIT

6 Answer / Jawapan : © Nilam Publication Sdn. Bhd.

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 144

2 mol dm–3

Answer / Jawapan :

10 g

144

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Preparation of Standard Solution / Penyediaan Larutan Piawai What is a standard solution? Apakah larutan piawai?

Standard solution is a solution in which its concentration is accurately known. Larutan piawai ialah larutan yang kepekatannya diketahui dengan tepat.

How to prepare a standard solution? Bagaimanakah menyediakan larutan piawai?

The steps taken in preparing a standard solution are: Langkah-langkah yang diambil dalam menyediakan larutan piawai adalah: 1 Calculate the mass of solute needed to produce the required volume and molarity. Hitung jisim bahan larut yang diperlukan untuk menghasilkan isi padu dan kemolaran yang dikehendaki. 2 The solute is weighed. Bahan larut ditimbang. 3 The solute is completely dissolved in distilled water and then transferred to a volumetric flask that is partially filled with distilled water. Bahan larut dilarutkan sepenuhnya dalam air suling dan dipindahkan kepada kelalang volumetrik yang sebahagiannya sudah diisi dengan air suling. 4 Distilled water is added until the calibration mark of the volumetric flask and the flask is inverted to make sure thorough mixing. Air suling ditambah ke dalam kelalang volumetrik hingga tanda senggatan dan kelalang volumetrik ditelangkupkan beberapa kali untuk memastikan campuran sekata.

Example / Contoh : Preparing 100 cm3 of 2.0 mol dm–3 standard sodium hydroxide solution. Menyediakan 100 cm3 larutan piawai natrium hidroksida 2.0 mol dm–3.

2 3

4 5

The solution from the beaker is then carefully poured into a 100 cm3 volumetric flask through a filter funnel. Kemudian, larutan daripada bikar dituang dengan berhati-hati ke dalam satu kelalang volumetrik 100 cm3 melalui satu corong turas. The weighing bottle and the beaker are rinsed with a small amount of distilled water and poured into the volumetric flask. Botol penimbang dan bikar dibilas dengan sedikit air suling dan dituang ke dalam kelalang volumetrik.

6 Distilled water is poured into the volumetric flask until the calibration mark. Air suling dituang ke dalam kelalang volumetrik sehingga tanda senggatan.

Solid sodium hydroxide Pepejal natrium hidroksida

ON OFF

Glass rod Rod kaca

ON OFF

Filter funnel Corong turas 100 cm3 volumetric flask Kelalang volumetrik 100 cm3

Calculate mass sodium hydroxide / Hitung jisim natrium hidroksida 2 × 100 Number of mol NaOH / Bilangan mol NaOH = = 0.2 mol 1 000 Mass of NaOH / Jisim NaOH = 0.2 mol × 40 g mol–1 = 8.0 g 8.0 g of solid sodium hydroxide is weighed in a dry weighing bottle. 8.0 g pepejal natrium hidroksida ditimbang dalam botol penimbang yang kering. 8.0 g of solid sodium hydroxide in the weighing bottle is transferred into a beaker containing 25 cm3 of distilled water. The mixture is stirred to dissolve the solid. 8.0 g pepejal natrium hidroksida dalam botol penimbang dipindahkan ke dalam bikar yang mengandungi 25 cm3 air suling. Campuran itu dikacau untuk melarutkan pepejal.

UNIT

Distilled water Air suling Calibration mark Tanda senggatan

The volumetric flask is then closed with a stopper and inverted a few times to get homogenous solution. Kelalang volumetrik kemudiannya ditutup dengan penutup dan diterbalikkan beberapa kali untuk mendapatkan larutan homogen.

145

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 145

Calibration mark Tanda senggatan 2 mol dm–3

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Preparation of a Solution by Dilution / Penyediaan Larutan Secara Pencairan What is dilution method? Apakah kaedah pencairan?

Dilution is a process of diluting a concentrated solution by adding a solvent such as water to obtain a diluted solution. / Pencairan ialah proses mencairkan satu larutan pekat dengan menambah satu pelarut contohnya air untuk mendapatkan larutan cair.

How to prepare a standard solution by dilution? Bagaimanakah menyediakan larutan piawai secara pencairan?

Adding water to the standard solution lowered the concentration of the solution. Since no solute is added, the amount of solute in the solution before and after dilution remains unchanged: Penambahan air kepada larutan piawai merendahkan kepekatan larutan tersebut. Oleh sebab tiada bahan terlarut yang ditambah, kandungan bahan terlarut dalam larutan sebelum dan selepas pencairan tidak berubah: Number of mol of solute before dilution = Number of mole of solute after dilution Bilangan mol bahan terlarut sebelum pencairan Bilangan mol bahan terlarut selepas pencairan M1V1

1 000

Therefore / Oleh itu,

M2V2

1 000

M1V1 = M2V2

M1 = Initial concentration of the solute / Kemolaran larutan awal V1 = Initial volume of the solution in cm3 / Isi padu larutan awal dalam cm3 M2 = Final concentration of the solute / Kemolaran larutan akhir V2 = Final volume of the solution in cm3 / Isi padu larutan akhir dalam cm3

Example / Contoh : Preparing 100 cm3 of 0.2 mol dm–3 of sodium hydroxide solution from 2 mol dm–3 of sodium hydroxide solution using dilution method. Penyediaan 100 cm3 larutan natrium hidroksida 0.2 mol dm–3 daripada larutan natrium hidroksida 2 mol dm–3 dengan menggunakan kaedah pencairan. 1 Calculate the volume of 2 mol dm–3 sodium hydroxide solution required. Hitung isi padu larutan natrium hidroksida 2 mol dm–3. M1V1 = M2V2 2 mol dm–3 × V1 = 0.2 mol dm–3 × 100 cm3 V1 = 10 cm3

Add distilled water until the calibration mark. Tambahkan air suling sehingga ke tanda senggatan.

Calculate the volume of nitric acid, 1 mol dm–3 needed to be diluted by distilled water to obtain 500 cm3 of nitric acid, 0.1 mol dm–3. Hitung isi padu asid nitrik 1 mol dm–3 yang diperlukan untuk dicairkan oleh air suling bagi menghasilkan 500 cm3 asid nitrik 0.1 mol dm–3.

Transfer 10 cm3 of 2 mol dm–3 sodium hydroxide solution into 100 cm3 volumetric flask. Pindahkan 10 cm3 larutan natrium hidroksida 2 mol dm–3 ke dalam kelalang volumetrik 100 cm3.

Volumetric flask Kelalang volumetrik

Use pipette to draw 10 cm3 of sodium hydroxide solution from stock solution (2 mol dm–3 sodium hydroxide solution). Guna pipet untuk mengeluarkan 10 cm3 larutan natrium hidroksida daripada larutan stok (larutan natrium hidroksida 2 mol dm–3).

Distilled water Air suling Calibration mark Tanda senggatan

UNIT

Exercise / Latihan 1

If 300 cm3 water is added to 200 cm3 hydrochloric acid, 1 mol dm–3. What is the resulting molarity of the solution? Jika 300 cm3 air ditambah kepada 200 cm3 asid hidroklorik 1 mol dm–3, apakah kemolaran bagi larutan yang dihasilkan?

Answer / Jawapan : © Nilam Publication Sdn. Bhd.

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 146

0.4 mol dm–3

Answer / Jawapan :

50 cm3

146

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

The pH Scale / Skala pH What is pH scale? Apakah skala pH?

The pH is a scale of numbers ranging between 0 to 14 to measure the degree of acidity and alkalinity of an aqueous solution. Skala pH ialah skala nombor di antara 0 hingga 14 untuk mengukur darjah keasidan dan kealkalian suatu larutan akueus.

What is measured by each pH values? Apakah yang diukur oleh setiap nilai pH?

Each pH value is a measure of the concentration of hydrogen ions, H+ or hydroxide ions, OH–. Setiap nilai pH adalah ukuran kepekatan ion hidrogen, H+ atau ion hidroksida, OH–.

How to measure the pH value of a solution? Bagaimana untuk mengukur nilai pH larutan?

pH < 7: • Acidic solution / Larutan berasid. • The higher the concentration of hydrogen ion, H+, the lower the pH value. Semakin tinggi kepekatan ion hidrogen, H+, semakin rendah nilai pH. Solution Larutan

pH > 7: • Alkaline solution / Larutan beralkali. • The higher the concentration of hydroxide ion, OH–, the higher the pH value. Semakin tinggi kepekatan ion hidroksida, OH–, semakin tinggi nilai pH.

pH = 7 Neutral Neutral

pH value Nilai pH

Acidic / alkaline / neutral Berasid / beralkali / neutral

Gastric juice / Jus gaster

Acidic / Berasid

Distilled water / Air suling

Neutral / Neutral

Tea / Teh

Acidic / Berasid

Detergent / Detergen

Alkaline / Beralkali

Vinegar / Cuka

Acidic / Berasid

Household cleaner / Pencuci rumah

Alkaline / Beralkali

Toothpaste / Ubat gigi

Alkaline / Beralkali

Milk / Susu

Acidic / Berasid

Coffee / Kopi

Acidic / Berasid

Blood / Darah

Alkaline / Beralkali

Lime juice / Jus limau

Acidic / Berasid

Carbonated drink / Minuman berkarbonat

Acidic / Berasid

Orange juice / Jus oren

Acidic / Berasid

The pH of an aqueous solution can be measured by: Nilai pH bagi sesuatu larutan akueus boleh diukur dengan menggunakan: (a) pH meter Meter pH (b) Acid-base indicator Penunjuk asid-bes

147

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 147

pH of solutions used in daily life pH larutan yang digunakan dalam kehidupan harian

UNIT

What is the relationship of the concentration of hydrogen and hydroxide ions with pH value? Apakah hubungan kepekatan ion hidrogen dan hidroksida dengan nilai pH?

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4 State the colours of the acid-base indicators in acidic, neutral and alkaline solution. Nyatakan warna penunjuk asid-bes dalam larutan berasid, neutral dan beralkali.

Indicator Penunjuk

Colour Warna Acid Asid

Neutral Neutral

Alkali Alkali

Litmus solution Larutan litmus

Red Merah

Purple Ungu

Blue Biru

Methyl orange Metil jingga

Red Merah

Orange Jingga

Yellow Kuning

Colourless Tanpa warna

Pink Merah jambu

Red Merah

Green Hijau

Purple Ungu

Phenolphthalein Fenolftalein Universal indicator Penunjuk universal

The Relationship between pH Value and Concentration of Acid and Alkali Hubungan antara Nilai pH dan Kepekatan Asid dan Alkali How do you relate the pH with the molarity of an acid and an alkali? Bagaimanakah anda mengaitkan pH dengan kemolaran asid dan alkali?

The pH value of an acid or an alkali depends on the concentration of hydrogen ions or hydroxide ions: Nilai pH bagi asid atau alkali bergantung pada kepekatan ion hidrogen atau ion hidroksida:

What are the factors that can affect the concentration of hydrogen and hydroxide ions of acid and alkali? Apakah faktor yang boleh mempengaruhi kepekatan ion hidrogen dan hidroksida asid dan alkali?

The pH value of an acid or an alkali depends on: Nilai pH bagi asid atau alkali bergantung pada:

The higher the concentration of hydrogen ions in acidic solution, the lower the pH value. Semakin tinggi kepekatan ion hidrogen dalam larutan berasid, semakin rendah nilai pH.

The higher the concentration of hydroxide ions in alkaline solution, the higher the pH value. Semakin tinggi kepekatan ion hidroksida dalam larutan beralkali, semakin tinggi nilai pH.

(a) The strength of acid or alkali Kekuatan asid atau alkali – the degree of ionisation or dissociation of the acid and alkali in water. darjah pengionan asid atau alkali dalam air (b) Molarity of acid or alkali Kemolaran asid atau alkali – the concentration of acid or alkali in mol dm–3. kepekatan asid atau alkali dalam mol dm–3

UNIT

(c) Basicity of an acid Kebesan asid – the number of ionisable hydrogen atom per molecule of an acid molecule in an aqueous solution. bilangan atom hidrogen per molekul asid yang terion dalam larutan akueus.

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 148

148

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Experiment to investigate the relationship between pH values with the molarity of solution: Eksperimen untuk menyiasat hubungan antara nilai pH dengan kemolaran larutan: Problem statement : How does the concentration of an acid and an alkali affect the pH value? Penyataan masalah : Bagaimanakah kepekatan asid dan alkali mempengaruhi nilai pH? Manipulated variable : Concentration of sodium hydroxide solution and hydrochloric acid. Pemboleh ubah dimanipulasikan : Kepekatan larutan natrium hidroksida dan asid hidroklorik. Responding variable : pH value Pemboleh ubah bergerak balas : Nilai pH Constant variable : Sodium hydroxide solution and hydrochloric acid Pemboleh ubah dimalarkan : Larutan natrium hidroksida dan asid hidroklorik Hypothesis : The higher the concentration of sodium hydroxide solution, the higher the pH value. The higher the concentration of hydrochloric acid, the lower the pH value. Hipotesis : Semakin tinggi kepekatan larutan natrium hidroksida, semakin tinggi nilai pH. Semakin tinggi kepekatan asid hidroklorik, semakin rendah nilai pH. Materials : Hydrochloric acid of 0.1 mol dm–3, 0.01 mol dm–3, 0.001 mol dm–3 and 0.0001 mol dm–3 Sodium hydroxide solution of 1 mol dm–3, 0.1 mol dm–3, 0.01 mol dm–3, 0.001 mol dm–3 and 0.0001 mol dm–3 Bahan : Asid hidroklorik 1 mol dm–3, 0.1 mol dm–3, 0.01 mol dm–3, 0.001 mol dm–3 dan 0.0001 mol dm–3 Larutan natrium hidroksida 1 mol dm–3, 0.1 mol dm–3, 0.01 mol dm–3, 0.001 mol dm–3 dan 0.0001 mol dm–3 Apparatus : 100 cm3 beakers, pH meter Radas : Bikar 100 cm3, meter pH 1.21

pH meter Meter pH Hydrochloric acid Asid hidroklorik

Procedure: 1 About 30 cm3 of 1.0 mol dm–3 hydrochloric acid is poured into a dry beaker. 2 A clean and dry pH meter is dipped into the hydrochloric acid as shown in the diagram. 3 The value of pH meter is recorded. 4 Steps 1 to 3 are repeated by replacing 1.0 mol dm–3 hydrochloric acid with 0.1 mol dm–3, 0.01 mol dm–3, 0.001 mol dm–3 and 0.0001 mol dm–3 hydrochloric acid. 5 The experiment is repeated by replacing hydrochloric acid with sodium hydroxide solutions of different concentration.

Prosedur: 1 30 cm3 asid hidroklorik 1.0 mol dm–3 dituang ke dalam sebuah bikar yang kering. 2 Satu meter pH yang bersih dan kering dicelup ke dalam asid hidroklorik seperti ditunjukkan dalam rajah. 3 Nilai meter pH direkodkan. 4 Langkah 1 hingga 3 diulang dengan menggantikan asid hidroklorik 1.0 mol dm–3 dengan asid hidroklorik 0.1 mol dm–3, 0.01 mol dm–3, 0.001 mol dm–3 dan 0.0001 mol dm–3. 5 Eksperimen diulangi dengan menggantikan larutan asid hidroklorik dengan natrium hidroksida yang berbeza kepekatan.

Molarity of HCl (mol dm–3) / Kemolaran HCl (mol dm–3)

UNIT

Result / Keputusan: 1 Hydrochloric acid / Asid hidroklorik 1.0

0.1

0.01

0.001

0.0001

Molarity of NaOH (mol dm–3) / Kemolaran NaOH (mol dm–3)

1.0

0.1

0.01

0.001

0.0001

pH value / Nilai pH

Sodium hydroxide solution/ Larutan natrium hidroksida

Conclusion / Kesimpulan : Hypothesis is accepted. The higher the concentration of sodium hydroxide solution, the higher the pH value. The higher the concentration of hydrochloric acid, the lower the pH value. Hipotesis diterima. Semakin tinggi kepekatan larutan natrium hidroksida, semakin tinggi nilai pH. Semakin tinggi kepekatan asid hidroklorik, semakin rendah nilai pH.

149

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 149

11/10/2017 9:15 AM

UNIT

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 150

Compare and explain the concentration of ion hydrogen, H+ and pH value Banding dan terangkan kepekatan ion hidrogen, H+ dan nilai pH

pH meter reading Bacaan meter pH

Experiment Eksperimen

HCl –3

H+ 0.1 mol dm–3

+ Cl–

Asid hidroklorik 0.1 mol dm–3 mengion kepada 0.1 mol dm–3 ion hidrogen:

HCl

H+ 0.01 mol dm–3

+ Cl–

Asid hidroklorik 0.01 mol dm–3 mengion kepada 0.01 mol dm–3 ion hidrogen:

–3

Kepekatan ion hidrogen dalam asid hidroklorik tinggi 0.1 mol dm–3 lebih daripada asid

hydrochloric acid.

Asid sulfurik adalah asid

0.05 mol dm–3

H2SO4

hidrogen: 2H+ 0.1 mol dm–3

+ SO42–

HCl

hidrogen: –3

H+ 0.05 mol dm–3

+ Cl–

hydrogen ion: Asid hidroklorik 0.05 mol dm–3 mengion lengkap –3 dalam air menghasilkan 0.05 mol dm ion

0.05 mol dm hydrochloric acid. Kepekatan ion hidrogen dalam asid sulfurik 0.05 mol dm–3 adalah dua kali ganda (lebih tinggi)

–3

0.05 mol dm – Concentration of hydrogen ion in 0.05 mol dm–3 double of (higher than) sulphuric acid is

– 0.05 mol dm–3 of hydrochloric acid ionises –3 completely in water to form 0.05 mol dm

– Hydrochloric acid is a strong monoprotic acid. Asid hidroklorik adalah asid monoprotik kuat.

kuat. ionises

acid.

0.1 mol dm–3 completely in water to form hydrogen ion: Asid sulfurik 0.05 mol dm–3 mengion lengkap –3 dalam air menghasilkan 0.1 mol dm ion

– 0.05 mol dm-3 of sulphuric acid

diprotic

diprotik

0.05 mol dm–3 HCl

0.05 mol dm–3 H2SO4 – Sulphuric acid is a strong

2.25

1.15

daripada asid hidroklorik 0.05 mol dm–3. acid. – The pH value of 0.05 mol dm–3 of sulphuric acid is –3 Nilai pH bagi asid hidroklorik 0.1 mol dm lebih lower than 0.05 mol dm–3 of hydrochloric acid. rendah daripada asid hidroklorik 0.01 mol dm–3. Nilai pH bagi asid sulfurik 0.05 mol dm–3 lebih rendah daripada asid hidroklorik 0.05 mol dm–3.

hidroklorik 0.01 mol dm . – The pH value of 0.1 mol dm–3 of hydrochloric acid lower is than 0.01 mol dm–3 of hydrochloric

0.01 mol dm–3 – Concentration of hydrogen ion in 0.1 mol dm–3 hydrochloric acid is higher than 0.01 mol dm–3

0.1 mol dm – 0.01 mol dm–3 of hydrochloric acid ionises to form 0.01 mol dm–3 hydrogen ion:

mengion lengkap dalam air kepada ion hidrogen. – 0.1 mol dm–3 of hydrochloric acid ionises to form 0.1 mol dm–3 hydrogen ion:

yang

ionises

0.01 mol dm–3 HCl

0.1 mol dm–3 HCl

– Hydrochloric acid is a strong acid completely in water to hydrogen ion. kuat Asid hidroklorik adalah asid

2.98

1.21

0.1 mol dm–3 weak

mengion

separa air menghasilkan kepekatan ion hidrogen yang lebih

Asid etanoik adalah asid

partially

+ Cl–

dalam rendah .

0.1 mol dm–3

CH3COOH(aq/ak)

H+ + CH3COO–(aq/ak) less than/kurang dari 0.1 mol dm–3

Asid etanoik 0.1 mol dm–3 mengion kepada kurang daripada 0.1 mol dm–3 ion hidrogen:

daripada asid etanoik 0.1 mol dm–3.

Kepekatan ion hidrogen dalam asid hidroklorik 0.1 mol dm–3 tinggi lebih daripada asid etanoik 0.1 mol dm–3. lower – The pH value of 0.1 mol dm–3 of hydrochloric acid than of 0.1 mol dm–3 of ethanoic acid. rendah Nilai pH bagi asid hidroklorik 0.1 mol dm–3 lebih

– Concentration of hydrogen ion in 0.1 mol dm–3 of hydrochloric higher acid is than of 0.1 mol dm–3 of ethanoic acid.

in concentration of hydrogen ion.

acid ionises lemah

lower

H+ 0.1 mol dm–3

– 0.1 mol dm–3 of ethanoic acid ionises to produce less than 0.1 mol dm–3 hydrogen ion:

water to produce

– Ethanoic acid is a

HCl

dalam air menghasilkan kepekatan ion hidrogen yang tinggi. – 0.1 mol dm–3 of hydrochloric acid ionises completely in water to 0.1 mol dm–3 form hydrogen ion: Asid hidroklorik 0.1 mol dm–3 mengion lengkap dalam air 0.1 mol dm–3 menghasilkan ion hidrogen:

0.1 mol dm–3 CH3COOH

3.45

– Hydrochloric acid is a strong acid ionises completely in water to produce high hydrogen ion. kuat Asid hidroklorik adalah asid yang mengion lengkap

0.1 mol dm–3 HCl

1.21

III

Example / Contoh: The diagram below shows the reading of pH meter for different types and concentration of acids. The aim of the experiment is to investigate the relationship between concentration of hydrogen ions with the pH value. Compare the concentration of hydrogen ions and the pH value of the following acids. Explain your answer. Rajah di bawah menunjukkan bacaan meter pH untuk pelbagai jenis dan kepekatan asid. Tujuan eksperimen adalah untuk mengkaji hubungan antara kepekatan ion hidrogen dengan nilai pH. Bandingkan kepekatan ion hidrogen dan nilai pH untuk asid-asid yang berikut. Terangkan jawapan anda.

MODULE • Chemistry FORM 4

150

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Exercise / Latihan 1

The table below shows the pH value of a few substances. / Jadual di bawah menunjukkan nilai pH bagi beberapa bahan. Substance / Bahan Ethanoic acid 0.1 mol dm / Asid etanoik 0.1 mol dm –3

pH value / Nilai pH 3

–3

Hydrochloric acid 0.1 mol dm–3 / Asid hidroklorik 0.1 mol dm–3

Glacial ethanoic acid / Asid etanoik glasial

(a) (i) What is meant by weak acid and strong acid? / Apakah yang dimaksudkan dengan asid lemah dan asid kuat? + Weak acid / Asid lemah : An acid that partially ionises in water to produce low concentration of hydrogen ion, H . Asid yang mengion separa dalam air menghasilkan kepekatan ion hidrogen, H+ yang rendah. + Strong acid / Asid kuat : An acid that ionises completely in water to produce high concentration of hydrogen ion, H . Asid yang mengion sepenuhnya dalam air menghasilkan kepekatan ion hidrogen, H+

yang tinggi. (ii) Between ethanoic acid and hydrochloric acid, which acid has the higher concentration of H+ ion? Explain your answer. Antara asid etanoik dengan asid hidroklorik, asid manakah mempunyai kepekatan ion H+ yang lebih tinggi? Terangkan jawapan anda. higher – Hydrochloric acid has concentration of H+ ions than ethanoic acid. strong acid completely higher – Hydrochloric acid is a which ionises in water to produce concentration of H+ ions: H2O H+(aq) + Cl–(aq) HCl(aq) – Ethanoic acid is a weak acid which ionises partially in water to produce lower concentration of H+ ions: H2O CH3COO– (aq) + H+ (aq) CH3COOH(aq) tinggi – Asid hidroklorik mempunyai kepekatan ion H+ yang lebih berbanding dengan asid etanoik.

HCl(ak) lemah – Asid etanoik ialah asid rendah H+ yang lebih :

yang mengion sepenuhnya dalam air untuk menghasilkan kepekatan ion H2O

CH3COOH(ak )

yang mengion H2O

H+(ak) + Cl–(ak) separa dalam air untuk menghasilkan kepekatan ion CH3COO– (ak) + H+ (ak)

lower

lower higher

– The concentration of H ions in ethanoic acid is , the pH value is – Semakin tinggi kepekatan ion hidrogen H+, semakin rendah nilai pH. tinggi rendah – Kepekatan ion H+ dalam asid hidroklorik lebih , nilai pH lebih +

(iii) Why do ethanoic acid and hydrochloric acid have different pH value? Mengapakah asid etanoik dan asid hidroklorik mempunyai nilai pH yang berbeza? – The higher the concentration of H+ ions, the lower the pH value. higher – The concentration of H+ ions in hydrochloric acid is , the pH value is

– Kepekatan ion H dalam asid etanoik lebih +

rendah

, nilai pH lebih

tinggi

UNIT

– Asid hidroklorik ialah asid kuat tinggi H+ yang lebih :

. .

(b) Glacial ethanoic acid has a pH value of 7 but a solution of ethanoic acid has a pH value less than 7. Explain the observation. Asid etanoik glasial mempunyai nilai pH 7 tetapi asid etanoik mempunyai nilai pH yang kurang daripada 7. Terangkan pemerhatian tersebut. – Glacial ethanoic acid molecules do not ionise . Glacial ethanoic acid consists of only CH3COOH molecules . The CH3COOH molecules are neutral . No hydrogen ions present. The pH value of glacial ethanoic acid is 7. – Ethanoic acid ionises partially in water to produce ethanoate ions and hydrogen ions causes the solution acidic to have property. The pH value of the solution is less than 7.

151

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 151

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

mengion molekul – Molekul asid etanoik glasial tidak . Asid etanoik glasial hanya terdiri daripada neutral CH COOH sahaja. Molekul CH COOH adalah . Tiada ion hidrogen hadir. Nilai pH asid 3

etanoik glasial adalah 7. mengion separa – Asid etanoik

etanoat dalam air untuk menghasilkan ion dan ion hidrogen yang asid menyebabkan larutan mempunyai sifat . Nilai pH bagi larutan tersebut adalah kurang daripada 7.

The table shows the pH value of a few solutions. Jadual berikut menunjukkan nilai pH bagi beberapa jenis larutan berbeza. Solution / Larutan

(a) (i)

Which solution has the highest concentration of hydrogen ion? Larutan manakah yang mempunyai kepekatan ion hidrogen yang paling tinggi? Solution P / Larutan P

(ii) Which solution has the highest concentration of hydroxide ion? Larutan yang manakah mempunyai kepekatan ion hidroksida yang paling tinggi? Solution U / Larutan U (b) Which of the following solution could be / Larutan manakah yang mungkin (i) 0.01 mol dm–3 of hydrochloric acid? / 0.01 mol dm–3 asid hidroklorik?

(ii) 0.01 mol dm–3 of ethanoic acid? / 0.01 mol dm–3 asid etanoik?

(iii) 0.1 mol dm–3 ammonia aqueous? / 0.1 mol dm–3 ammonia akueus?

(iv) 1 mol dm–3 of hydrochloric acid? / 1 mol dm–3 asid hidroklorik?

(v) 1 mol dm–3 sodium hydroxide solution? / 1 mol dm–3 larutan natrium hidroksida?

(vi) 1 mol dm–3 potassium sulphate solution? / 1 mol dm–3 larutan kalium sulfat?

State two solutions which react to form a neutral solution. Nyatakan dua larutan yang bertindak balas untuk membentuk larutan neutral. P/Q/R and T/U // Hydrochloric acid/ethanoic acid with ammonia aqueous/sodium hydroxide solution. P/Q/R dan T/U // Asid hidroklorik/asid etanoik dengan ammonia akueus/ larutan natrium hidroksida.

(ii) Which solutions will produce carbon dioxide gas when calcium carbonate powder is added? Larutan manakah menghasilkan gas karbon dioksida apabila ditambah serbuk kalsium karbonat? P/Q// Hydrochloric acid/ethanoic acid / P/Q///Asid hidroklorik/asid etanoik

UNIT

3 (a) Compare the number of mol of H+ ions which are present in 50 cm3 of 1 mol dm–3 of sulphuric acid and 50 cm3 of 1 mol dm–3 of hydrochloric acid. Explain your answer. Bandingkan bilangan mol ion H+ yang hadir dalam 50 cm3 asid sulfurik 1 mol dm–3 dengan 50 cm3 asid hidroklorik 1 mol dm–3. Terangkan jawapan anda.

Acid Asid Calculate number of hydrogen ion, H+ Hitung bilangan mol ion hidrogen, H+

50 cm3 of 1 mol dm–3 of sulphuric acid 50 cm3 asid sulfurik 1 mol dm–3 Number of mol of sulphuric acid = 50 × 1 1 000 Bilangan mol asid sulfurik = 0.05 mol

Number of mol of hydrochloric acid = 50 × 1 1 000 Bilangan mol asid hidroklorik = 0.05 mol

2H+ + SO42– H2SO4 From the equation/ Daripada persamaan, 2 1 mol H SO : mol H+

H+ + Cl– HCl From the equation/ Daripada persamaan, 1 1 mol HCl : mol H+

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 152

50 cm3 of 1 mol dm–3 of hydrochloric acid 50 cm3 asid hidroklorik 1 mol dm–3

0.05

mol H2SO4 :

0.1

mol H+

0.05

mol HCl :

0.05

mol H+

twice The number of H+ ion in 50 cm3 of 1 mol dm–3 of sulphuric acid is the number of H+ in 50 cm3 of 1 mol dm–3 of hydrochloric acid. Bilangan ion H+ dalam 50 cm3 asid sulfurik 1 mol dm–3 adalah dua kali ganda bilangan ion H+ dalam 50 cm3 asid hidroklorik 1 mol dm–3.

152

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4 Acid Asid Explanation Penerangan

50 cm3 of 1 mol dm–3 of sulphuric acid 50 cm3 asid sulfurik 1 mol dm–3 Sulphuric acid is

diprotic

50 cm3 of 1 mol dm–3 of hydrochloric acid 50 cm3 asid hidroklorik 1 mol dm–3

acid whereas hydrochloric acid is

monoprotic

acid.

mol of H+ ions whereas 1 mol of hydrochloric acid ionises to 1 mol of doubled + + H ions. The number of H ions in both acid with the same volume and concentration is in sulphuric acid compared to hydrochloric acid. 1 mol of sulphuric ionises to

diprotik monoprotik Asid sulfurik adalah asid manakala asid hidroklorik adalah asid . 2 1 mol asid sulfurik mengion kepada mol ion H+ manakala 1 mol asid hidroklorik mengion kepada 1 mol ion H+. Bilangan ion H+ dalam kedua-dua asid dengan isi padu dan kepekatan yang sama adalah dua kali ganda dalam asid sulfurik dibandingkan dengan asid hidroklorik.

(b) Suggest the volume of 1 mol dm–3 of hydrochloric acid that has the same number of H+ with 50 cm3 of 1 mol dm–3 of sulphuric acid. Cadangkan isi padu asid hidroklorik 1 mol dm–3 yang mempunyai bilangan ion H+ yang sama dengan 50 cm3 asid sulfurik 1 mol dm–3. 100 cm3

Neutralisation / Peneutralan What is neutralisation? Apakah peneutralan?

Neutralisation is the reaction between an acid and a base to form only salt and water: Peneutralan ialah tindak balas antara asid dan bes untuk membentuk garam dan air sahaja: Acid / Asid + Base / Bes

Salt / Garam + Water / Air

Example / Contoh: HCl (aq/ak) + NaOH (aq/ak) 2HNO3 (aq/ak) + MgO (s/p) What happens during neutralisation reaction? Apakah yang berlaku semasa proses peneutralan?

NaCl (aq/ak) + H2O (l/ce) Mg(NO3)2 (aq/ak) + H2O (l/ce)

During neutralisation, the acidity of an acid is neutralised by an alkali. At the same time, the alkalinity of an alkali is neutralised by an acid. The hydrogen ions in the acid react with hydroxide ions in the alkali to produce water: Semasa dalam peneutralan, keasidan asid dineutralkan oleh alkali. Pada masa yang sama, kealkalian alkali dineutralkan oleh asid. Ion hidrogen dalam asid bertindak balas dengan ion hidroksida dalam alkali untuk menghasilkan air: H+ (aq/ak) + OH– (aq/ak)

H2O (l/ce)

Application of neutralisation in daily life: Aplikasi peneutralan dalam kehidupan seharian:

1 Acidic soil is treated with powdered ashes of burnt wood.

soda lime

(calcium oxide, CaO),

(calcium carbonate, CaCO3) or

Tanah berasid dirawat dengan serbuk kapur tohor (kalsium oksida, CaO), batu kapur (kalsium karbonat, CaCO3) atau abu daripada kayu api. acidic 2 Basic soil is treated with compost. The gas from the decomposition of compost neutralises the alkalis in basic soil. / Tanah berbes dirawat dengan kompos. Gas berasid yang terbebas daripada penguraian kompos

meneutralkan

alkali dalam tanah berbes.

3 The acidity of water in farming is controlled by adding Industries Industri

limestone

soda lime

Keasidan air dalam pertanian dikawal dengan menambah

1 Acidic gases emitted by industries are neutralised with into the air.

Agriculture Agrikultur

Example Contoh

UNIT

Application Aplikasi

(calcium oxide, CaO). kapur tohor (kalsium oksida, CaO).

soda lime

(calcium oxide, CaO) before the gases are released

kapur tohor Gas-gas berasid yang dibebaskan oleh kilang dineutralkan dengan (kalsium oksida, CaO), sebelum gas-gas tersebut dibebaskan ke udara. 2 Organic acid produced by bacteria in latex is neutralises by ammonia solution / ammonium hydroxide and prevents coagulation. Larutan ammonia / Ammonium hidroksida meneutralkan asid organik yang dihasilkan oleh bakteria dalam lateks dan

mencegah penggumpalan.

153

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 153

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4 Application Aplikasi Health Kesihatan

Example Contoh 1 Excess acid in the stomach is neutralised with its anti-acids that contain bases such as aluminium hydroxide , calcium carbonate and magnesium hydroxide .

Anti-asid mengandungi bes seperti

aluminium hidroksida

kalsium karbonat

dan

magnesium hidroksida

untuk

meneutralkan asid berlebihan dalam perut. bases (such as magnesium hydroxide) to neutralise the acid produced by bacteria in the mouth.

2 Toothpastes contain

bes Ubat gigi mengandungi (seperti magnesium hidroksida) untuk meneutralkan asid yang dihasilkan oleh bakteria dalam mulut. Baking powder (sodium hydrogen carbonate) is used to cure acidic bee stings. 3 Serbuk penaik (natrium hidrogen karbonat) digunakan untuk merawat sengatan lebah yang berasid. 4

Vinegar Cuka

(Ethanoic acid) is used to cure alkaline wasp sting. (asid etanoik) digunakan untuk merawat sengatan tebuan yang beralkali.

An Acid-base Titration / Titratan Asid dan Bes What is acid-base titration? Apakah pentitratan asidbes?

It is a technique used to determine the volume of an acid required to neutralise a fixed volume of an alkali with the help of acid-base indicator. Ia adalah satu teknik yang digunakan untuk menentukan isi padu asid yang diperlukan untuk meneutralkan isi padu tertentu alkali dengan bantuan penunjuk asid-bes.

What is end point? Apakah titik akhir?

– When the acid has completely neutralised the given volume of an alkali, the titration has reached the end point. – The end point is the point in the titration at which the indicator changes colour. – The commonly used indicators are phenolphthalein and methyl orange. – The volume of acid obtained from the titration can be used to calculate the concentration of alkali. – Apabila asid telah lengkap meneutralkan isi padu tertentu alkali, pentitratan sudah mencapai takat akhir. – Takat akhir dalam pentitratan adalah takat di mana penunjuk bertukar warna. – Penunjuk yang biasa digunakan ialah fenolftalein dan metil jingga. – Isi padu asid yang diperoleh dari pentitratan boleh digunakan untuk menghitung kepekatan alkali.

Example / Contoh : Aim : To determine the concentration of hydrochloric acid using a standard solution of sodium hydroxide solution using acidbase titration. Tujuan : Untuk menentukan kepekatan asid hidroklorik menggunakan larutan piawai larutan natrium hidroksida menggunakan pentitratan asid-bes. Apparatus : Pipette and pipette filler, 250 cm3 conical flask, burette, retort stand and white tile. Radas : Pipet dan pengisi pipet, kelalang kon 250 cm3, buret, kaki retort dan jubin putih. Material : X mol dm–3 of hydrochloric acid, 1 mol dm–3 of sodium hydroxide solution, phenolphthalein Bahan : Asid hidroklorik X mol dm–3, larutan natrium hidroksida 1 mol dm–3, fenolftalein UNIT

X mol dm–3 of hydrochloric acid Asid hidroklorik X mol dm–3

1 mol dm–3 of sodium hydroxide solution + phenolphthalein Larutan natrium hidroksida 1 mol dm–3 + fenolftalein

Procedure: 1 Fill a burette with an X mol dm–3 of hydrochloric acid and record initial burette reading. 2 Use a pipette to measure 100 cm3 of 1 mol dm–3 of sodium hydroxide solution and transfer into a conical flask. 3 Add 2 to 3 drops of phenolphthalein to the sodium hydroxide solution. 4 Place the conical flask on top of a white tile. 5 Add hydrochloric acid drop by drop into sodium hydroxide solution and swirl the conical flask. 6 Continue adding acid until the purple colour of phenolphthalein change and record final burette reading. 7 Repeat the titration twice. © Nilam Publication Sdn. Bhd.

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 154

154

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Prosedur: 1 Isikan sebuah buret dengan asid hidroklorik X mol dm–3 dan rekod bacaan awal buret. 2 Gunakan pipet untuk mengukur 100 cm3 larutan natrium hidroksida 1 mol dm–3 dan pindahkan ke dalam kelalang kon. 3 Tambahkan 2 hingga 3 titik fenolftalein kepada larutan natrium hidroksida. 4 Letakkan kelalang kon di atas jubin putih. 5 Tambahkan asid hidroklorik titis demi titis ke dalam natrium hidroksida dan goncangkan kelalang kon. 6 Asid terus ditambah sehingga warna ungu fenolftalein berubah dan rekodkan bacaan buret. 7 Ulang pentitratan sebanyak dua kali. Result / Keputusan: Titration / Pentitratan

III

Final burette reading (cm3) / Bacaan akhir buret (cm3)

Initial burette reading (cm3) / Bacaan awal buret (cm3)

V2 – V1 = x

V4 – V3 = y

V6 – V5 = z

Volume of hydrochloric acid (cm3) / Isi padu asid hidroklorik (cm3)

Calculation / Perngiraan:

x+y+z 3 = q cm3

The average volume of hydrochloric acid / Purata isi padu asid hidroklorik =

Write a balanced equation. Write the information from the titration above the equation. Tulis persamaan yang seimbang. Tulis maklumat daripada pentitratan di atas persamaan.

M= 1 mol dm–3 V = 100 cm3 NaOH (aq/ak)

Calculate mol of sodium hydroxide solution by using the formula: Hitung mol larutan natrium hidroksida dengan menggunakan formula: Mv n= 1 000

Number of moles of sodium hydroxide Bilangan mol larutan natrium hidroksida = 100 × 1 = 0.1 1 000

Use the mole ratio of the substances involved to find the number of moles of hydrochloric acid. Gunakan nisbah mol bahan yang terlibat untuk mencari bilangan mol asid hidroklorik.

From the equation, / Daripada persamaan, 1 mol of NaOH : 1 mol of HCl 1 mol NaOH : 1 mol HCl 0.1 mol of NaOH : 0.1 mol of HCl 0.1 mol NaOH : 0.1 mol HCl

Convert the mole of hydrochloric acid into the unit required by using the formula: Tukarkan mol asid hidroklorik kepada unit yang dikehendaki dengan menggunakan formula: Mv n= 1 000

0.1 mol = M × q 1 000

M= ? V = q cm3 + HCl ➝ NaCl + H2O

M = 0.1 × 1 000 mol dm–3 q

UNIT

Remark / Catatan: Mv or / atau n = MV 1 000 n = Number of moles of solute / Bilangan mol bahan terlarut M = Concentration in mol dm–3 (molarity) / Kepekatan dalam mol dm–3 (kemolaran) V = Volume of solution in dm3 / Isi padu larutan dalam dm3 v = Volume of solution in cm3 / Isi padu larutan dalam cm3 n=

155

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 155

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Exercise / Latihan 1

50 cm3 of 1 mol dm–3 sodium hydroxide solution is neutralised by 25 cm3 of sulphuric acid. Calculate the concentration of sulphuric acid in mol dm–3 and g dm–3. [RAM: H = 1, S = 32, O = 16] 50 cm3 larutan natrium hidroksida 1 mol dm–3 dineutralkan oleh 25 cm3 asid sulfurik. Hitung kepekatan asid sulfurik dalam mol dm–3 dan g dm–3. [JAR: H = 1, S = 32, O = 16] M = 1 mol dm–3 M = ? v = 50 cm3 v = 25 cm3

Na2SO4 + 2H2O 50 Number of moles of NaOH = 1 × = 0.05 mol 1 000 Bilangan mol NaOH From the equation / Daripada persamaan, 2 mol NaOH : 1 mol H2SO4 0.05 mol NaOH : 0.025 mol H2SO4 n mol Concentration of H2SO4 = v dm3 Kepekatan H2SO4 0.025 mol = = 1 mol dm–3 25 3 1 000 dm Concentration of H2SO4 / Kepekatan H2SO4 = 1 mol dm–3 × (2 × 1 + 32 + 16 × 4) g mol–1 = 98 g dm–3

2NaOH

H2SO4

(

)

Calculate the volume of 2 mol dm–3 sodium hydroxide needed to neutralise 100 cm3 of 1 mol dm–3 hydrochloric acid. Hitung isi padu larutan natrium hidroksida 2 mol dm–3 yang diperlukan untuk meneutralkan 100 cm3 asid hidroklorik 1 mol dm–3. M = 2 mol dm–3 M = 1 mol dm–3 3 v = ? cm v = 100 cm3 NaCl + H2O 100 Number of moles of HCl / Bilangan mol HCl = 1 × = 0.1 mol 1 000

NaOH

UNIT

6 3

HCl

From the equation / Daripada persamaan, 1 mol HCl : 1 mol NaOH 0.1 mol HCl : 0.1 mol NaOH n mol Volume of NaOH / Isi padu NaOH = M mol dm–3 0.1 mol = 2 mol dm–3 = 0.05 dm3 = 50 cm3

Experiment I / Eksperimen I 1 mol dm–3 of nitric acid is used to neutralise 100 cm3 of 1 mol dm–3 sodium hydroxide solution. Asid nitrik 1 mol dm–3 digunakan untuk meneutralkan 100 cm3 larutan natrium hidroksida 1 mol dm–3. Experiment II / Eksperimen II 1 mol dm–3 of sulphuric acid is used to neutralise 100 cm3 of 1 mol dm–3 sodium hydroxide solution. Asid sulfurik 1 mol dm–3 digunakan untuk meneutralkan 100 cm3 larutan natrium hidroksida 1 mol dm–3. Compare the volume of acids needed to neutralise 100 cm3 of 1 mol dm–3 sodium hydroxide solution in Experiment I and Experiment II. Explain your answer. Bandingkan isi padu asid yang diperlukan untuk meneutralkan 100 cm3 larutan natrium hidroksida 1 mol dm–3 dalam Eksperimen I dan Eksperimen II. Terangkan jawapan anda.

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 156

156

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

Answer / Jawapan: Experiment Eksperimen

Experiment I Eksperimen I

Balanced equation Persamaan kimia Calculation Pengiraan

NaOH + HNO3

Experiment II Eksperimen II

NaNO3 + H2O

2NaOH + H2SO4

100 1 000 = 0.1 mol

Mol of NaOH / Bilangan mol NaOH = 1 ×

From the equation/ Daripada persamaan, 1 1 mol NaOH : mol HNO 0.1

0.1

mol NaOH :

From the equation/ Daripada persamaan, 2 1 mol NaOH : mol H SO

0.1

mol HNO3 Mv Mol of HNO3 / Bilangan mol HNO3 = 1 000

M = Concentration of HNO3 / Kepekatan HNO3 v = Volume of HNO3 in cm3 / Isi padu HNO3 dalam cm3 1 mol dm–3 × v = 1 000 v= Comparison and explanation Perbandingan dan penerangan

Na2SO4 + 2H2O

mol NaOH : 0.05 mol H2SO4

Mv Mol of H2SO4 / Bilangan mol H2SO4 = 1 000 M = Concentration of H2SO4 / Kepekatan H2SO4 v = Volume of H2SO4 in cm3 / Isi padu H2SO4 dalam cm3

1 mol dm–3 × v = 0.05 mol 1 000 50 cm3 v =

0.1

mol 100 cm3

– The volume of acid needed in Experiment I is

doubled

of Experiment II. dua kali ganda Isi padu asid yang diperlukan dalam Eksperimen I adalah dibandingkan dengan Eksperimen II. diprotic monoprotic – Sulphuric acid is acid while nitric acid is . diprotik monoprotik Asid sulfurik adalah asid manakala asid nitrik adalah asid .

one mol of H+ ions, one mol of nitric acid ionises to mol of dua + H ions. / Satu mol asid sulfurik mengion kepada mol ion H manakala satu mol asid nitrik mengion satu kepada mol ion H+. doubled – The number of H+ ions in the same volume and concentration of both acids is in sulphuric – One mol of sulphuric acid ionises to

two

acid compared to hydrochloric acid. / Bilangan ion H+ dalam isi padu dan kepekatan yang sama bagi keduadua kali ganda dua asid adalah dalam asid sulfurik dibandingkan dengan asid nitrik.

The diagram below shows the apparatus set-up for the titration of potassium hydroxide solution with sulphuric acid. Gambar rajah di bawah menunjukkan susunan radas bagi pentitratan larutan kalium hidroksida dengan asid sulfurik.

UNIT

0.5 mol dm–3 sulphuric acid Asid sulfurik 0.5 mol dm–3

50 cm3 of 1 mol dm–3 potassium hydroxide solution + methyl orange 50 cm3 larutan kalium hidroksida 1 mol dm–3 + metil jingga

0.5 mol dm–3 sulphuric acid is titrated to 50 cm3 of 1 mol dm–3 potassium hydroxide solution and methyl orange is used as indicator. Asid sulfurik 0.5 mol dm–3 ditambahkan kepada 50 cm3 larutan kalium hidroksida 1 mol dm–3 dan metil jingga digunakan sebagai penunjuk. (a) (i) Name the reaction between sulphuric acid and potassium hydroxide. Namakan tindak balas antara asid sulfurik dengan kalium hidroksida. Neutralisation / Peneutralan (ii) Name the salt formed in the reaction. Namakan garam yang terbentuk dalam tindak balas tersebut. Potassium sulphate / Kalium sulfat

157

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 157

11/10/2017 9:15 AM

MODULE • Chemistry FORM 4

(b) Suggest an apparatus that can be used to measure 25.0 cm3 of potassium hydroxide solution accurately. Cadangkan radas yang boleh digunakan untuk mengukur 25.0 cm3 larutan kalum hidroksida dengan tepat. Pipette / Pipet (c) What is the colour of methyl orange / Apakah warna metil jingga (i) in potassium hydroxide solution? dalam larutan kalium hidroksida? Yellow / Kuning (ii) in sulphuric acid? / dalam asid sulfurik? Red / Merah (iii) at the end point of the titration? / pada titik akhir pentitratan? Orange / Jingga (d) (i) Write a balanced equation for the reaction that occurs. Tuliskan persamaan seimbang bagi tindak balas yang berlaku. 2KOH + H2SO4 K2SO4 + 2H2O

(ii) Calculate the volume of the 0.1 mol dm–3 sulphuric acid needed to completely react with 50 cm3 of 0.1 mol dm–3 potassium hydroxide. Hitung isi padu asid sulfurik 0.1 mol dm–3 yang diperlukan untuk bertindak balas dengan lengkap dengan 50 cm3 larutan kalium hidroksida 0.1 mol dm–3. 50 Number of moles of KOH / Bilangan mol KOH = 0.1 × 1 000 = 0.005 mol From the equation / Daripada persamaan, 2 mol KOH : 1 mol H2SO4 0.005 mol KOH : 0.0025 mol H2SO4 n mol Volume of H2SO4 / Isi padu H2SO4 = M mol dm–3 0.0025 mol = 0.1 mol dm–3 = 0.025 dm3 = 25 cm3 (e) (i)

The experiment is repeated with 0.1 mol dm–3 hydrochloric acid to replace sulphuric acid. Predict the volume of hydrochloric acid needed to neutralise 50.0 cm3 potassium hydroxide solution. Eksperimen diulang dengan menggunakan asid hidroklorik 0.1 mol dm–3 untuk menggantikan asid sulfurik. Ramalkan isi padu asid hidroklorik yang diperlukan untuk meneutralkan 50.0 cm3 larutan kalium hidroksida. 50 cm3 // double the volume of sulphuric acid

UNIT

50 cm3// dua kali ganda isi padu asid sulfurik

(ii) Explain your answer in (e)(i). / Terangkan jawapan anda di (e)(i). – Hydrochloric acid is a monoprotic acid whereas sulphuric acid is a Asid hidroklorik ialah asid

monoprotik

diprotic

manakala asid sulfurik ialah asid

– The same volume and concentration of both acids, hydrochloric acid contains

acid. diprotik . half the number of mole

of H+ ions as in sulphuric acid. Pada isi padu dan kepekatan yang sama untuk kedua-dua asid, asid hidroklorik mengandungi bilangan mol ion H+ daripada asid sulfurik.

separuh

Soalan Tambahan Additional Question

06 Chap 6 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 158

158

11/10/2017 9:15 AM